(57)【要約】  金属基材の表面から酸化物層の少なくとも一部を除去する方法であって、前記金属基材を、処理配合物および多数のポリマー粒子を含むまたはから成る多数の固体粒子を含む処理液の本体にさらすことを含み、前記処理配合物は、酸、塩基、および界面活性剤から成る群から選択される１つ以上の促進剤を含み、当該方法は、前記固体粒子および前記金属基材を接触相対運動に入らせることをさらに含む方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基材の表面から酸化物層の少なくとも一部を除去する方法であって、前記金属基材を、処理配合物および多数のポリマー粒子を含むまたはから成る多数の固体粒子を含む処理液の本体にさらすことを含み、前記処理配合物は、酸、塩基、および界面活性剤から成る群から選択される１つ以上の促進剤を含み、当該方法は、前記固体粒子および前記金属基材を接触相対運動に入らせることをさらに含む方法。
【請求項２】
前記処理配合物は、溶媒をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸は、ｐＫａが約−１．７よりも大きい、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ以上の促進剤は、少なくとも１つの有機酸を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記塩基は、ｐＫｂが約−１．７よりも大きい、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記１つ以上の促進剤は、少なくとも１つのカルボン酸部分を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記１つ以上の促進剤は、２つ以上のカルボン酸部分を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記１つ以上の促進剤は、少なくとも１つのクエン酸塩部分を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記１つ以上の促進剤は、少なくとも１つの金属キレート剤を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記１つ以上の促進剤は、少なくとも１つの界面活性剤を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの界面活性剤は、非イオン性界面活性剤である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記処理配合物は、ｐＨが約１〜約１３である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記処理配合物は、ｐＨが約７よりも大きい、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記処理配合物は、水溶性である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記固体粒子の少なくとも一部は、前記処理配合物中で浮遊している、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
固体粒子は、平均密度が約１未満である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記固体粒子は、ビーズ状である、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記金属基材の表面が前記固体粒子と接触するように前記金属基材を移動させることを含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記金属基材を前記処理液中で回転、振動、または往復させることを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記金属基材の表面を前記固体粒子で研磨することを含む、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記固体粒子を前記処理液中で攪拌することを含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
当該方法は、前記処理液を含有する流動床を用いて実行される、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記処理液は、前記金属表面と少なくとも毎秒１センチメートルの相対速度で接触する、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記多数の固体粒子は、多数のポリマー粒子および多数の非ポリマー粒子の混合物を含むまたはから成る、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記ポリマー粒子は、１つ以上の極性ポリマーの粒子を含む、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記ポリマー粒子は、１つ以上の非極性ポリマーの粒子を含む、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記ポリマー粒子は、１つ以上の極性ポリマーの粒子および１つ以上の非極性ポリマーの粒子を含む、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記ポリマー粒子は、ポリアルケン、ポリアミド、ポリエステル、ポリシロキサン、ポリウレタン、またはそれらの共重合体の粒子から選択された粒子を含む、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記ポリマー粒子は、ポリアルケンまたはその共重合体の粒子から選択された粒子を含む、請求項２８のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】
前記ポリマー粒子は、ポリプロピレンの粒子を含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記ポリマー粒子は、ポリアミド、ポリエステル、およびそれらの共重合体から選択された粒子を含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記ポリアミド粒子は、ナイロンの粒子を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記ポリエステル粒子は、ポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートの粒子を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記非ポリマー粒子は、セラミック材料、耐火材料、火成鉱物、堆積鉱物、変成鉱物、または複合材の粒子を含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３５】
前記ポリマー粒子は、線状ポリマー、分岐ポリマー、または架橋ポリマーを含む粒子から選択された粒子を含む、請求項１〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記ポリマー粒子は、発泡ポリマーまたは非発泡ポリマーを含む、請求項１〜３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記固体粒子は、中空および／または多孔質構造である、請求項１〜３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記ポリマー粒子は、平均密度が約０．５〜約３．５ｇ／ｃｍ３である、請求項１〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記非ポリマー粒子は、平均密度が３．５〜１２．０ｇ／ｃｍ３である、請求項２４または３４に記載の方法。
【請求項４０】
前記ポリマー粒子は、体積が約５〜約２７５ｍｍ３の範囲である、請求項１〜３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記固体粒子は、本発明の方法に係る金属基材の処理に対して１回以上再使用される、請求項１〜４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記金属基材の処理後に前記多数の固体粒子を回収する工程を含む、請求項１〜４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記処理配合物は、フッ酸を実質的に含まない、請求項１〜４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
前記処理配合物は、ポリマー、腐食防止剤、増進剤、分散剤、抗酸化剤、還元剤、酸化剤、および漂白剤から成る群から選択された１つ以上の成分を含む、請求項１〜４３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４５】
前記金属基材を不動態化することを含む、請求項１〜４４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４６】
前記金属基材の表面上の酸化物層の再成長を阻害することを含む、請求項１〜４５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４７】
前記酸化物層の少なくとも一部を除去した後に前記金属基材をコーティングすることをさらに含む、請求項１〜４６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４８】
前記金属基材は、遷移金属を含む、請求項１〜４７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４９】
前記金属基材は、アルミニウムを含む、請求項１〜４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
前記金属基材は、金属合金である、請求項１〜４９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５１】
前記金属合金は、鉄の合金である、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記金属基材は、金属シートを含む、請求項１〜５１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５３】
前記金属基材は、缶である、請求項１〜５２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５４】
前記金属基材の前記酸化物層の少なくとも一部を除去する前に、前記金属基材を洗浄して表面汚染物を除去することをさらに含む、請求項１〜５３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５５】
前記金属基材を洗浄することは、洗浄配合物および多数の固体粒子を含む洗浄液で前記金属基材を洗浄することを含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記洗浄工程は、前記固体粒子および前記金属基材を接触相対運動に入らせることをさらに含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記洗浄配合物は、水溶性である、請求項５５または５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記洗浄配合物は、少なくとも１つの界面活性剤を含む、請求項５５、５６、または５７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５９】
前記洗浄配合物は、少なくとも１つの酸を含む、請求項５５〜５８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６０】
前記洗浄配合物は、少なくとも１つの塩基を含む、請求項５５〜５９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６１】
前記洗浄配合物は、少なくとも１つの金属キレート剤を含む、請求項５５〜６０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６２】
前記洗浄配合物は、少なくとも１つのクエン酸塩部分を含む、請求項５５〜６１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６３】
前記固体粒子は、多数のポリマー粒子を含むもしくはから成る、または、前記洗浄液中の前記固体粒子は、多数の非ポリマー粒子を含むもしくはから成る、請求項５５〜６２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６４】
前記洗浄液中の前記固体粒子は、多数のポリマー粒子を含むまたはから成る、請求項５６〜６４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６５】
前記金属基材は、前記処理液に１秒〜４分の間さらされる、請求項１〜６４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６６】
請求項１〜６５のいずれか一項によって取得可能な金属基材。
【請求項６７】
前記金属基材は、Ｘ線光電子分光法によって測定される１５ｎｍ未満の厚さを有する酸化物層を含む、請求項６６に記載の金属基材。
【請求項６８】
前記金属基材は、Ｘ線光電子分光法によって測定される１０ｎｍ未満の厚さを有する酸化物層を含む、請求項６６に記載の金属基材。
【請求項６９】
前記金属基材は、Ｘ線光電子分光法によって測定される５．４ｎｍ未満の厚さを有する酸化物層を含む、請求項６６に記載の金属基材。
【請求項７０】
金属基材の表面から酸化物層の少なくとも一部を除去するための処理液であって、処理配合物および多数のポリマー粒子を含むまたはから成る多数の固体粒子を含み、前記処理配合物は、酸、塩基、および界面活性剤から成る群から選択される１つ以上の促進剤を含み、前記処理配合物は、
ｉ）少なくとも１つのカルボン酸部分を含む１つ以上の促進剤、
ｉｉ）少なくとも１つの界面活性剤を含む１つ以上の促進剤、
を含み、前記粒子は、長さが約０．５〜約６ｍｍである、処理液。
【請求項７１】
前記処理配合物は、溶媒をさらに含む、請求項７０に記載の処理液。
【請求項７２】
前記酸は、ｐＫａが約−１．７よりも大きい、請求項７０または７１に記載の処理液。
【請求項７３】
前記塩基は、ｐＫｂが約−１．７よりも大きい、請求項７０〜７２のいずれか一項に記載の処理液
【請求項７４】
１つ以上の促進剤は、少なくとも２つのカルボン酸部分を含む、請求項７０〜７３のいずれか一項に記載の処理液。
【請求項７５】
前記１つ以上の促進剤は、少なくとも１つのクエン酸塩部分を含む、請求項７０〜７４のいずれか一項に記載の処理液。
【請求項７６】
前記少なくとも１つのクエン酸塩部分を含む促進剤は、クエン酸塩含有塩である、請求項７５による処理液。
【請求項７７】
前記１つ以上の促進剤は、少なくとも１つの金属キレート剤を含む、請求項７０〜７６のいずれか一項に記載の処理液。
【請求項７８】
前記少なくとも１つの界面活性剤は、陰イオン界面活性剤である、請求項７０〜７７のいずれか一項に記載の処理液。
【請求項７９】
前記少なくとも１つの界面活性剤は、非イオン界面活性剤である、請求項７０〜７７のいずれか一項に記載の処理液。
【請求項８０】
前記処理配合物は、ｐＨが約７よりも大きい、請求項７０〜７９のいずれか一項に記載の処理液。
【請求項８１】
前記処理配合物は、水溶性である、請求項７０〜８０のいずれか一項に記載の処理液。
【請求項８２】
前記ポリマー粒子の少なくとも一部は、前記処理配合物中で浮遊している、請求項７０〜８１のいずれか一項に記載の処理液。
【請求項８３】
前記ポリマー粒子は、平均密度が約１未満である、請求項７０〜８２のいずれか一項にに記載の処理液。
【請求項８４】
前記ポリマー粒子は、ビーズ状である、請求項７０〜８３のいずれか一項に記載の処理液。
【請求項８５】
前記多数の固体粒子は、多数のポリマー粒子および多数の非ポリマー粒子の混合物を含むまたはから成る、請求項７０〜８４のいずれか一項に記載の処理液。
【請求項８６】
前記ポリマー粒子は、ポリアルケン、ポリアミド、ポリエステル、ポリシロキサン、ポリウレタン、またはそれらの共重合体の粒子から選択された粒子を含む、請求項７０〜８５のいずれか一項に記載の処理液。
【請求項８７】
前記処理配合物は、フッ酸を実質的に含まない、請求項７０〜８６のいずれか一項に記載の処理液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、金属基材（metal substrate）を処理する方法に関する。処理は、金属基材を、固体粒子および処理配合物を含むまたはから成る材料と接触させることを含み得る。実施形態において、本発明の方法は、基材の表面から酸化物層の少なくとも一部を除去し得る。
【背景技術】
【０００２】
金属基材は、その金属基材表面に、金属酸化物層のような、物質の表面結合層が存在することがある。場合によっては、このような表面結合層の除去または改変が望ましいことがある。表面結合層の改変は、この表面結合層を金属基材表面全体にわたってより均一にすることなど、その部分的な除去を含みうる。場合によっては、表面結合層の完全除去またはほぼ完全除去が望ましいことがある。このような工程は、金属基材表面を、表面コーティング処理などのさらなる処理に適した状態にするために望ましいことがある。
【０００３】
金属基材を処理する現在の方法、特に金属表面の改変を伴う方法は、有毒化学物質および攻撃的条件（aggressive conditions）と組み合わせて大量の水を必要とすることが多い。このような有毒化学物質および攻撃的条件の使用は、処理の成功を危うくする、および／または、環境に悪い結果をもたらすことがある多くの問題を提起する。
【０００４】
金属基材表面から酸化物層を除去するために研磨洗浄方法が使用されることがある。しかし、従来の研磨方法、例えば、サンドブラスト処理は、単に一時的に有効である傾向があり、基材に損傷を与える可能性がある。また、研磨方法は、基材からの余分な物質除去の一貫性を実現しなくてもよく、不均一な表面をもたらしうる。
【０００５】
上記のように、表面の均一性は、金属基材が１つ以上の被膜またはラッカーの塗布などの付加的な処理を受ける場合において特に重要である。特定の金属基材、例えばアルミニウムは、空気にさらされると酸化して酸化物層を形成する。アルミニウム系製品の製造プロセスにおいては、酸化物層が損層を受けて不均一な表面になり、その後の表面処理工程の成功を危うくすることがある。
【０００６】
したがって、従来のアルミニウム製造プロセス、特にアルミニウム缶の製造プロセスは、損傷したまたは不均一な酸化物層を除去する工程を含む。通常、この工程は、フッ酸を用いて行われる。アルミニウム製品をフッ酸にさらした後に、基材を水で徹底的に洗浄して任意の次の処理の前にこの腐食性有害物質を除去する必要がある。
【０００７】
上記に示唆したように、フッ酸を使用して酸化物層を除去することは、特に廃棄物であるフッ酸の処分が厳しい規制の対象になるため、環境とコストの両方に影響がある。さらに、金属基材の洗浄に多量の水を必要とし、本プロセスから生じる望ましくない環境への影響を増加させる。
【０００８】
金属基材は、さまざまな理由で汚染されていることがありまたは汚染されることがある。汚染の１つのよくある原因は、金属基材の形成または改変における前処理プロセスである。このような前処理プロセスの結果として、金属基材表面は、微粉（金属の小粒子）やスマットなどの汚染物質、油などの潤滑剤、潤滑剤残基、クーラント残基、無機または有機塩、界面活性剤、殺生物剤、乳化剤、ならびに殺菌剤を伴うことがある。これらの物質は、金属基材の次のさらなる処理または改変の前に、一部またはすべての除去を必要とすることがある。
【０００９】
金属基材の表面の洗浄は、効果的な洗浄作用を誘発するために強酸性組成物などの攻撃的条件を必要とすることがある。攻撃的な洗浄条件および化学物質の使用は、洗浄プロセスから生成される有害廃水の処理を含む多くの問題を提起する。
【００１０】
本明細書に開示された方法の開発に先立ち、本発明者らは、以前に、家庭用または工業用洗浄方法において水の消費量を低減させるという問題に取り組んだ。特許文献１は、その最も広い態様において、汚れた基材を洗浄するための方法および配合物を開示する。この方法は、湿らせた基材を、多数のポリマー粒子を含む配合物で処理することを含み、この配合物は、有機溶剤を含んでいない。特許文献１は、主に織物基材の洗浄を対象にしている。非織物基材の洗浄は、プラスチック、革、紙、厚紙、金属、ガラス、または木材を１つ参照することにより言及されている。開示されたポリマー粒子は、ポリアミド（ナイロンを含む）、ポリエステル、ポリアルケン、ポリウレタン、またはそれらの共重合体の粒子である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】ＷＯ２００７／１２８９６２
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】B.R. Strohmeier, Surf. Interface Anal. 1990, 15, 51 and T.A. Carlson, G.E. McGuire, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom, 1972/73; 1, 161
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記従来技術の方法は、家庭内および工業用洗濯プロセスに対して水の消費量の大幅削減を達成しながら、織物洗浄および染み抜きの効率的な手段を提供することに成功している。したがって、特許文献１の方法は、特に金属基材の処理を対象にしていない。
【００１４】
本発明は、従来技術に関連する上記の問題の１つ以上を改善または克服することができる金属基材を処理する方法を提供することを目的とする。特に、金属基材の表面から酸化物層の少なくとも一部を除去する改良された手段を提供することができる方法が求められている。さらに、このようなプロセスから生成される汚染有害廃水の量を削減することができる方法が求められている。また、前記方法において使用することができる金属基材の表面から酸化物層の少なくとも一部を除去するのに適した処理液が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の実施形態においては、金属基材の表面から酸化物層の少なくとも一部を除去する方法が提供される。本方法は、前記金属基材を、処理配合物および多数の固体粒子を含む処理液の本体にさらすことを含み得る。前記処理配合物は、酸、塩基、および界面活性剤から成る群から選択される１つ以上の促進剤を含み得る。本方法は、前記固体粒子および前記金属基材を接触相対運動に入らせることを含み得る。
【００１６】
本発明の一実施形態においては、金属基材の表面から酸化物層の少なくとも一部を除去する方法であって、前記金属基材を、処理配合物および多数のポリマー粒子を含むまたはから成る多数の固体粒子を含む処理液の本体にさらすことを含み、前記処理配合物は、酸、塩基、および界面活性剤から成る群から選択される１つ以上の促進剤を含み、当該方法は、前記固体粒子および前記金属基材を接触相対運動に入らせることをさらに含む方法が提供される。
【００１７】
いくつかの実施形態においては、金属基材の表面から酸化物層の少なくとも一部を除去するための処理液が提供される。本処理液は、処理配合物および多数の固体粒子を含み得る。前記処理配合物は、酸、塩基、および界面活性剤から成る群から選択される１つ以上の促進剤を含み得る。
【００１８】
本発明の他の一実施形態においては、金属基材の表面から酸化物層の少なくとも一部を除去するための処理液であって、処理配合物および多数のポリマー粒子を含むまたはから成る多数の固体粒子を含み、前記処理配合物は、酸、塩基、および界面活性剤から成る群から選択される１つ以上の促進剤を含み、前記処理配合物は、
ｉ）少なくとも１つのカルボン酸部分を含む１つ以上の促進剤、
ｉｉ）少なくとも１つの界面活性剤を含む１つ以上の促進剤、
を含み、前記粒子は、長さが約０．５〜約６ｍｍである、処理液が提供される。
【００１９】
実施形態において、本発明の方法は、非常に攻撃的な条件の使用を必要とすることなく、金属基材の表面からの酸化物層の除去を促進し得る。
【００２０】
いくつかの実施形態において、前記処理配合物は、溶媒をさらに含む。
【００２１】
いくつかの実施形態において、前記酸は、約−１．７よりも大きいｐＫａを有し得る。さらなる実施形態において、前記酸は、約−１．７〜約１５．７のｐＫａを有し得る。
【００２２】
いくつかの実施形態において、前記１つ以上の促進剤は、少なくとも１つの有機酸を含む。
【００２３】
いくつかの実施形態において、前記塩基は、約−１．７よりも大きいｐＫｂを有し得る。さらなる実施形態において、前記塩基は、約−１．７〜約１５．７のｐＫｂを有し得る。
【００２４】
いくつかの実施形態において、前記１つ以上の促進剤は、少なくとも１つのカルボン酸部分を含み得る。
【００２５】
いくつかの実施形態において、前記１つ以上の促進剤は、２つ以上のカルボン酸部分を含み得る。
【００２６】
いくつかの実施形態において、前記１つ以上の促進剤は、少なくとも１つのクエン酸塩部分を含み得る。
【００２７】
いくつかの実施形態において、前記１つ以上の促進剤は、少なくとも１つの金属キレート剤を含み得る。
【００２８】
いくつかの実施形態において、前記１つ以上の促進剤は、少なくとも１つの界面活性剤を含み得る。
【００２９】
いくつかの実施形態において、前記少なくとも１つの界面活性剤は、非イオン性界面活性剤であり得る。
【００３０】
いくつかの実施形態において、前記処理配合物は、約１〜約１３のｐＨを有し得る。
【００３１】
いくつかの実施形態において、前記処理配合物は、約７よりも大きいｐＨを有し得る。
【００３２】
いくつかの実施形態において、前記処理配合物は、約８のｐＨを有し得る。
【００３３】
いくつかの実施形態において、前記処理配合物は、水溶性であり得る。
【００３４】
いくつかの実施形態において、前記固体粒子の少なくとも一部は、前記処理配合物中で浮遊し得る。
【００３５】
いくつかの実施形態において、前記固体粒子は、約１未満の平均密度を有し得る。
【００３６】
いくつかの実施形態において、前記固体粒子は、中空および／または多孔質構造であり得る。
【００３７】
いくつかの実施形態において、前記固体粒子は、ビーズ状であり得る。
【００３８】
いくつかの実施形態において、本方法は、前記金属基材の表面が前記固体粒子と接触するように前記金属基材を移動させることを含み得る。
【００３９】
いくつかの実施形態において、本方法は、前記金属基材を前記処理液中で回転、振動、または往復させることを含み得る。
【００４０】
一実施形態において、本方法は、前記金属基材の表面を前記固体粒子で研磨することを含み得る。
【００４１】
いくつかの実施形態において、本方法は、前記固体粒子を前記処理液中で攪拌することを含み得る。
【００４２】
いくつかの実施形態において、本方法は、前記処理液を含有する流動床を用いて実行され得る。
【００４３】
いくつかの実施形態において、前記多数の固体粒子は、多数のポリマー粒子を含み得る。他の実施形態において、前記多数の固体粒子は、多数のポリマー粒子から成り得る。
【００４４】
いくつかの実施形態において、前記多数の固体粒子は、多数の非ポリマー粒子を含み得る。さらなる実施形態において、前記多数の固体粒子は、多数の非ポリマー粒子から成り得る。
【００４５】
いくつかの実施形態において、前記多数の固体粒子は、多数のポリマー粒子および多数の非ポリマー粒子の混合物を含み得る。他の実施形態において、前記多数の固体粒子は、多数のポリマー粒子および多数の非ポリマー粒子の混合物から成り得る。
【００４６】
いくつかの実施形態において、前記ポリマー粒子は、１つ以上の極性ポリマーの粒子を含み得る。極性とは、好ましくは、ポリマーが、好ましくはハロゲン、酸素、硫黄、および窒素の原子から選択される１つ以上の電気陰性原子に結合された炭素原子を有することを意味する。いくつかの実施形態において、前記ポリマー粒子は、１つ以上の非極性ポリマーの粒子を含み得る。非極性とは、好ましくは、ポリマーが、好ましくはハロゲン、酸素、硫黄、および窒素の原子から選択される１つ以上の電気陰性原子に結合された炭素原子を有しないことを意味する。
【００４７】
いくつかの実施形態において、前記ポリマー粒子は、１つ以上の極性ポリマーの粒子および１つ以上の非極性ポリマーの粒子を含み得る。
【００４８】
いくつかの実施形態において、前記ポリマー粒子は、ポリアルケン、ポリアミド、ポリエステル、ポリシロキサン、ポリウレタン、およびそれらの共重合体の粒子から選択された粒子を含み得る。
【００４９】
いくつかの実施形態において、前記ポリマー粒子は、ポリアルケンおよびその共重合体の粒子から選択された粒子を含み得る。
【００５０】
いくつかの実施形態において、前記ポリマー粒子は、ポリプロピレンの粒子を含み得る。
【００５１】
いくつかの実施形態において、前記ポリマー粒子は、ポリアミド、ポリエステル、およびそれらの共重合体から選択された粒子を含み得る。
【００５２】
いくつかの実施形態において、前記ポリエステル粒子は、ポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートの粒子を含み得る。
【００５３】
いくつかの実施形態において、前記ポリアミド粒子は、ナイロンの粒子を含み得る。
【００５４】
いくつかの実施形態において、前記ポリアミド粒子は、ナイロン６またはナイロン６，６を含み得る。
【００５５】
いくつかの実施形態において、前記非ポリマー粒子は、セラミック材料、耐火材料、火成鉱物、堆積鉱物、変成鉱物、または複合材の粒子を含み得る。
【００５６】
いくつかの実施形態において、前記ポリマー粒子または非ポリマー粒子は、ビーズ状であり得る。
【００５７】
いくつかの実施形態において、前記ポリマー粒子は、線状ポリマー、分岐ポリマー、または架橋ポリマーを含む粒子から選択された粒子を含み得る。
【００５８】
いくつかの実施形態において、前記ポリマー粒子は、発泡ポリマーを含み得る。
【００５９】
いくつかの実施形態において、前記ポリマー粒子は、非発泡ポリマーを含み得る。
【００６０】
いくつかの実施形態において、前記ポリマー粒子または非ポリマー粒子は、中空および／または多孔質構造であり得る。
【００６１】
いくつかの実施形態において、前記ポリマー粒子は、約０．５〜約３．５ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。
【００６２】
いくつかの実施形態において、前記非ポリマー粒子は、約３．５〜約１２．０ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。
【００６３】
いくつかの実施形態において、前記ポリマーまたは非ポリマー粒子は、約５〜約２７５ｍｍ３の範囲の体積を有し得る。
【００６４】
いくつかの実施形態において、前記固体粒子は、本発明の方法に係る金属基材の処理に対して１回以上再使用され得る。
【００６５】
いくつかの実施形態において、本方法は、前記金属基材の処理後に前記多数の固体粒子を回収する工程を含み得る。さらなる実施形態において、本方法は、前記多数の固体粒子を前記処理配合物から分離することを含み得る。
【００６６】
いくつかの実施形態において、前記処理配合物は、実質的にフッ酸無しにし得る。
【００６７】
いくつかの実施形態において、前記処理配合物は、ポリマー、腐食防止剤、増進剤、分散剤、抗酸化剤、還元剤、酸化剤、および漂白剤から成る群から選択された１つ以上の成分を含み得る。
【００６８】
いくつかの実施形態において、本方法は、前記金属基材を不動態化することを含み得る。
【００６９】
いくつかの実施形態において、本方法は、前記金属基材の表面上の酸化物層の再成長を阻害することを含み得る。
【００７０】
いくつかの実施形態において、本方法は、前記酸化物層の少なくとも一部を除去した後に前記金属基材をコーティングすることをさらに含み得る。前記コーティングは、防護被膜またはラッカーであり得る。
【００７１】
いくつかの実施形態において、前記金属基材は、遷移金属を含み得る。
【００７２】
いくつかの実施形態において、前記金属基材は、アルミニウムを含み得る。
【００７３】
いくつかの実施形態において、前記金属基材は、金属合金であり得る。
【００７４】
いくつかの実施形態において、前記金属基材は、金属シートを含み得る。
【００７５】
いくつかの実施形態において、前記金属基材は、金属缶であり得る。
【００７６】
いくつかの実施形態において、本方法は、前記金属基材を整形または成形することをさらに含み得る。前記整形または成形は、本発明の方法の処理工程の前または後にあり得る。前記基材の前記整形または成形は、例えば缶など、物品の最終所望形状を作成すること、または、前記最終所望形状の先行形状を形成することであり得る。
【００７７】
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、前記金属基材の前記酸化物層の少なくとも一部を除去する前に、前記金属基材を洗浄して表面汚染物を除去することをさらに含み得る。いくつかの実施形態において、前記金属基材を洗浄することは、洗浄配合物および多数の固体粒子を含む洗浄液で前記金属基材を洗浄することを含み得る。
【００７８】
いくつかの実施形態において、前記金属基材を洗浄することは、前記固体粒子および前記金属基材を接触相対運動に入らせることをさらに含み得る。
【００７９】
いくつかの実施形態において、前記洗浄配合物は、少なくとも１つの溶媒を含み得る。
【００８０】
いくつかの実施形態において、前記洗浄配合物は、水溶性であり得る。
【００８１】
いくつかの実施形態において、前記洗浄配合物は、少なくとも１つの界面活性剤を含み得る。
【００８２】
いくつかの実施形態において、前記洗浄配合物は、少なくとも１つの酸を含み得る。
【００８３】
いくつかの実施形態において、前記洗浄配合物は、少なくとも１つの塩基を含み得る。
【００８４】
いくつかの実施形態において、前記洗浄配合物は、少なくとも１つの金属キレート剤を含み得る。
【００８５】
いくつかの実施形態において、前記洗浄配合物は、少なくとも１つのクエン酸塩部分を含み得る。
【００８６】
いくつかの実施形態において、前記固体粒子は、酸化物層の除去に関する本発明の実施形態において以上に開示された固体粒子に基づき得る。
【００８７】
本発明のさらなる実施形態においては、以上に開示された本発明の実施形態の方法によって取得されたまたは取得可能な金属基材が開示されている。
【００８８】
いくつかの実施形態において、前記金属基材は、Ｘ線光電子分光法によって測定される１５ｎｍ未満の厚さを有する酸化物層を含み得る。
【００８９】
いくつかの実施形態において、前記金属基材は、Ｘ線光電子分光法によって測定される１０ｎｍ未満の厚さを有する酸化物層を含み得る。
【００９０】
いくつかの実施形態において、前記金属基材は、Ｘ線光電子分光法によって測定される６ｎｍ未満の厚さを有する酸化物層を含み得る。
【００９１】
いくつかの実施形態において、前記金属基材は、Ｘ線光電子分光法によって測定される５．４ｎｍ未満の厚さを有する酸化物層を含み得る。
【００９２】
いくつかの実施形態において、前記金属基材は、Ｘ線光電子分光法によって測定される３．８ｎｍ未満の厚さを有する酸化物層を含み得る。
【００９３】
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、Ｘ線光電子分光法によって測定される酸化物層の厚さが、例えば１０ｎｍ未満など、１５ｎｍ未満、または６ｎｍ未満、または５．４ｎｍ未満、および特に、例えば３．８ｎｍ未満など、４．１ｎｍ未満になるまで継続され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】図１は、事前に腐食した軟鋼基材、および、本発明に係る処理に従って処理された前記事前腐食軟鋼基材を示し、（ｃ）は、非腐食軟鋼基材である。
【発明を実施するための形態】
【００９５】
ある実施形態において、本発明の方法は、金属基材の表面から酸化物層の少なくとも一部を除去することを含み得る。他の実施形態において、本発明の方法は、金属基材の表面から実質上すべての酸化物層を除去することを含み得る。酸化物層の除去または一部除去は、金属基材を処理配合物および多数の固体粒子（本明細書において「固体粒子材料」ともいう）と接触させることによって達成され得る。金属基材と固体粒子材料および処理配合物との接触は、固体粒子材料が、酸化物層の除去または一部除去をもたらし得る金属基材の表面の変化または改変を引き起こし得るように行われ得る。
【００９６】
金属基材表面との接触は、機械的相互作用を含み得る。この効果を達成するために、金属基材と固体粒子材料との間に接触相対運動が付与され得る。処理液は、処理配合物（通常は液相である）および固体粒子材料（任意選択的に処理配合物に懸濁しまたは処理配合物中に分散し得る）を含み得る。
【００９７】
ある実施形態において、処理液中の粒子材料の濃度（つまり、処理液の単位体積当たりの粒子数）は、どの粒子も隣の粒子と頻繁に、またはほぼ連続して、接触するようなものであり得る。したがって、いくつかの実施形態において、処理液は、スラリー状になるように固体粒子材料が密に存在し得る。
【００９８】
さらなる実施形態においては、処理液の流れを金属基材の表面に向け得る。したがって、本発明の方法は、金属基材の表面に処理液を導くために加圧ノズルなどのスプレー装置を使用することを含み得る。
【００９９】
他の実施形態において、金属基材は、その表面が固体粒子材料と接触するように移動され得る。このような相互作用は、保持装置によって固体粒子材料を含有する処理液の一部のうちの適切な位置につるされたときに金属基材を回転または振動させることによって達成され得る。例えば、固体粒子材料を含む配合物は、金属基材を回転および／または振動および／または往復運動用に構成され得る可動アームまたは把持手段に取り付けた適切な大きさの処理容器またはチャンバ内に含まれ得る。
【０１００】
回転および／または振動および／または往復運動の速度（speed）、速さ（rate）、または範囲（extent）は、金属基材表面と固体粒子材料との間の機械的相互作用の程度を増加または減少させるために変更可能である。あるいは、または加えて、固体粒子材料それ自体を刺激して移動させ、固体粒子が絶えず処理液中で動いているようにし得る。
【０１０１】
好ましい実施形態において、処理液は、少なくとも１ｃｍ／ｓ、より好ましくは少なくとも１０ｃｍ／ｓ、さらにより好ましくは少なくとも５０ｃｍ／ｓ、特に少なくとも１００ｃｍ／ｓ、の相対速度で金属表面と接触する。好ましくは、処理液は、１００ｍ／ｓ以下、より好ましくは５０ｍ／ｓ以下、特に１０ｍ／ｓ以下、の相対速度で金属表面と接触する。
【０１０２】
いくつかの実施形態において、固体粒子は、金属基材の表面の１ｃｍ２当たり、少なくとも１粒子／ｓ、より好ましくは少なくとも１０粒子／ｓ、さらにより好ましくは少なくとも１００粒子／ｓ、特に少なくとも１０００粒子／ｓ、の頻度で金属基材と接触することが好ましい。いくつかの実施形態において、固体粒子は、金属基材の表面の１ｃｍ２当たり、１，０００，０００粒子／ｓ以下、より好ましくは１００，０００粒子／ｓ以下、特に１０，０００粒子／ｓ以下、の頻度で金属基材と接触することが好ましい。適切な一構成において、本方法は、エアレーターのような攪拌機を利用して固体粒状材料を攪拌するのに十分な速さで処理液からガスを泡立て得る。ある実施形態では少なくとも一部の、また、いくつかの実施形態では実質上すべての、固体粒子が、処理液または配合物に対して浮遊し得る。浮遊粒子は、エアレーターのような攪拌機を使用して固体粒子材料を攪拌するのに十分な速さで洗浄液からガスを泡立てる実施形態に特に好適であり得る。
【０１０３】
本発明のある実施形態において、処理配合物は、酸、塩基、および界面活性剤から成る群から選択される１つ以上の促進剤を含む。本発明のいくつかの実施形態において前記１つ以上の促進剤を処理配合物に含めることは、処理配合物と金属基材との分子間相互作用を増加させ、および／または、酸化物層の少なくとも一部の除去を支援し得るものと考えられる。
【０１０４】
いくつかの実施形態において、処理配合物は、酸としてこれらに限定されないが、カルボン酸（例えば、クエン酸やグルコン酸、アジピン酸、酢酸、乳酸、グリコール酸、シュウ酸、ギ酸など）、ポリカルボン酸塩（例えば、コハク酸やオキシジコハク酸、カルボキシメチルオキシコハク酸、ポリマレイン酸、メリト酸、およびベンゼン−１，３，５−トリカルボン酸など）、リン酸塩（例えば、リン酸水素ナトリウムやリン酸二水素ナトリウム、リン酸水素亜鉛など）、硫酸塩および亜硫酸塩（例えば、重硫酸ナトリウムや重亜硫酸ナトリウム、硫酸鉄（ＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩＩ）などの化合物を含有する）、スルホン酸（例えば、メタンスルホン酸やフェノールスルホン酸、トルエンスルホン酸、アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸など）、ポリ酢酸（例えば、エチレンジアミン四酢酸やニトリロ三酢酸など）、弱酸（例えば、リン酸やカルボン酸、過酸化水素など）、その他酸（アスコルビン酸を含む）、から選択される酸、ならびにスルホン酸（例えば、アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸など）に基づく酸性イオン交換樹脂、およびジカルボン酸（例えば、イミノ二酢酸など）に基づくキレート樹脂を含み得る。
【０１０５】
本発明のいくつかの実施形態において、酸および塩基は、指定範囲内の解離定数またはイオン化定数を有し得る。したがって、酸は、希釈水溶液において特定のｐＫａ値を有し得る。ここで、ｐＫａは、次の反応の平衡定数Ｋａの負の対数として定義される。
【数１】
2016528383.tif 000003
つまり、 Ｋａ＝［Ｈ＋］［Ａ−］／［ＨＡ］
ここで、［Ｈ＋］などは、モル／Ｌで各試料の濃度を表す。したがって、ｐＫａ＝ｐＨ＋ｌｏｇ［ＨＡ］−ｌｏｇ［Ａ−］ということになり、５０％解離の溶液は、酸のｐＫａと等しいｐＨを有する。
【０１０６】
本発明のいくつかの実施形態において、酸は、ｐＫａが約−１．７よりも大きい値を有し得る。さらなる実施形態において、酸は、ｐＫａが約−１．７〜約１５．７（水のｐＫａ）の値を有し得る。また、さらなる実施形態において、酸は、ｐＫａが約１よりも大きい値を有し得る。ある実施形態において、酸は、ｐＫａが約１〜約１５．７の値を有し得る。また、さらなる実施形態において、酸は、ｐＫａが約１〜約１２の値を有し得る。多塩基酸を含有する本発明の実施形態において、それぞれのｐＫａ値は、上記指定範囲に基づき得る（例えば、酸性化合物は、それぞれ約−１．７よりも大きい２つ以上のｐＫａ値を含み得る）。したがって、本発明のいくつかの実施形態において、処理配合物の酸は、従来技術の方法で一般的に用いられる−１．７未満のｐＫａ値を有する強酸（例えば、硫酸または塩酸）よりも弱い。いくつかの実施形態において、処理配合物中に存在する酸でｐＫａが約−１．７以下のものはないことが好ましく、より好ましくは、処理配合物中に存在する酸でｐＫａが約−１．７〜約１５．７の範囲外のものはなく、さらにより好ましくは、処理配合物中に存在する酸でｐＫａが約１〜約１２の範囲外のものはない。いくつかの実施形態において、処理配合物は、鉱酸（例として硫酸、塩酸、フッ化水素酸、ヨウ化水素酸、硝酸、およびリン酸を含む）を含まない。
【０１０７】
いくつかの実施形態において、処理配合物は、塩基としてこれらに限定されないが、次の化合物および／またはその塩を含有する１つ以上のアルカリ金属（例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、ナトリウムアクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ナトリウムポリビニルスルホン酸、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸三ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、フェノールスルホン酸ナトリウム、トルエンスルホン酸ナトリウム、メタンスルホン酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウム、グリコール酸ナトリウム、およびギ酸ナトリウム、ならびに、その他として、リン酸亜鉛、ポリ（アクリルアミド−Ｎ−プロピルトリメチルアンモニウムクロリド）、ポリエチレンアミン、ジチオリン酸亜鉛、塩化ベンザルコニウム、アルキルアミノフォスフェイト、さらに、ポリリン酸塩のアルカリ金属塩、ポリリン酸塩のアンモニウム塩、およびポリリン酸塩のアルカノールアンモニウム塩、アルカリ金属ケイ酸塩、アルカリ土類およびアルカリ金属炭酸塩、アルミノケイ酸塩、ポリカルボン酸塩化合物、エーテルヒドロキシポリカルボン酸塩、無水マレイン酸とエチレンまたはビニルメチルエーテルとの共重合体、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン−２，４，６−トリスルホン酸、およびカルボキシメチル−オキシコハク酸、ポリ酢酸のアルカリ金属塩、ポリ酢酸のアンモニウム塩、ポリ酢酸の置換アンモニウム塩（例えば、エチレンジアミン四酢酸やニトリロ三酢酸など）、ならびに、ポリカルボン酸塩（例えば、メリト酸、コハク酸、オキシジコハク酸、ポリマレイン酸、ベンゼン１，３，５−トリカルボン酸、カルボキシメチルオキシコハク酸、およびこれらの可溶性塩など））、から選択される塩基、ならびに、トリメチルアンモニウム基（例えば、ポリ（アクリルアミド−Ｎ−プロピルトリメチルアンモニウムクロリド））のような第４級アミノ基に基づく塩基性イオン交換樹脂を含む塩基性イオン交換樹脂を含み得る。
【０１０８】
このように、本発明のいくつかの実施形態においては、従来技術の方法で通常用いられる酸性試薬とは対照的に、塩基を用いて金属基材の処理を行い得る。
【０１０９】
上記のように、本発明のいくつかの実施形態において、塩基は、指定範囲内のイオン化定数を有し得る。したがって、塩基は、希釈水溶液において特定のｐＫｂ値を有し得る。ここで、イオン化定数の対数であるｐＫｂは、次の反応に由来する。
【数２】
2016528383.tif 000004
これは、次式によってＫａと関係している。
ｐＫａ＋ｐＫｂ＝ｐＫwater＝１４．００（２５℃）
【０１１０】
本発明のいくつかの実施形態において、塩基は、ｐＫｂが約−１．７よりも大きい値を有し得る。さらなる実施形態において、塩基は、ｐＫｂが約−１．７〜約１５．７（水のｐＫａ）の値を有し得る。また、さらなる実施形態において、塩基は、ｐＫｂが約１よりも大きい値を有し得る。ある実施形態において、塩基は、ｐＫｂが約１〜約１５．７の値を有し得る。また、さらなる実施形態において、塩基は、ｐＫｂが約１〜約１２の値を有し得る。いくつかの実施形態において、処理配合物中に存在する塩基でｐＫｂが約−１．７以下のものはないことが好ましく、より好ましくは、処理配合物中に存在する塩基でｐＫｂが約−１．７〜約１５．７の範囲外のものはなく、さらにより好ましくは、処理配合物中に存在する塩基でｐＫｂが約１〜約１２の範囲外のものはない。
【０１１１】
本発明のいくつかの実施形態において、処理配合物の１つ以上の促進剤は、少なくとも１つのカルボン酸部分を有する化合物を含み得る。さらなる実施形態において、処理配合物は、２つ以上のカルボン酸部分を有する化合物を含み得る。また、さらなる実施形態において、処理配合物は、少なくとも３つのカルボン酸部分を有する化合物を含み得る。
【０１１２】
ある実施形態において、処理配合物は、少なくとも１つのクエン酸部分を含み得る。例えば、クエン酸ナトリウムやクエン酸三ナトリウムなどの塩を含有するクエン酸を含み得る。
【０１１３】
本発明のいくつかの実施形態において、処理配合物の１つ以上の促進剤は、１つ以上の金属キレート剤を含み得る。
【０１１４】
いくつかの実施形態において、処理配合物の１つ以上の促進剤は、少なくとも１つの界面活性剤を含み得る。したがって、処理配合物は、非イオン性界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性および／または両性イオン性界面活性剤、および半極性非イオン性界面活性剤から選択される１つ以上の界面活性剤を含み得る。配合物中の界面活性剤の存在は、金属基材の表面との結合相互作用を促進して処理の効果を高め得ると考えられる。また、界面活性剤は、固体粒子、処理配合物、および金属基材の間の密な接触を可能にする処理配合物の表面張力をも低下させ得る。また、界面活性剤は、金属基材の表面から除去された、金属酸化物の小粒子および／または他の表面不純物を懸濁するのにも役立ち得る。
【０１１５】
本発明のいくつかの実施形態において、配合物は、非イオン性界面活性剤を含み得る。適切な非イオン性界面活性剤の例としてはこれらに限定されないが、Ｍｕｌａｎ  ２００Ｓ（登録商標）、アルコールエトキシレート（例えば、Ｃ１４−１５アルコール７モルエトキシレート（ネオドール４５−７））、ポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル（例えば、Ｂｒｉｊ（登録商標）、オクタエチレングリコールモノドデシルエーテル、およびペンタエチレングリコールモノドデシルエーテル）、ポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル、グルコシドアルキルエーテル（例えば、デシルグルコシド、ラウリルグルコシド、オクチルグルコシド）、ポリオキシエチレングリコールオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレングリコールアルキルフェノールエーテル、グリセリンアルキルエステル（例えば、グリセロールラウレート）、ポリオキシエチレングリコールソルビタンアルキルエステル（例えば、ポリソルベート）、ソルビタンアルキルエステル（例えば、スパン）、コカミドＭＥＡ、コカミドＤＥＡ、ドデシルジメチルアミンオキシド、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールのブロック共重合体（例えば、ポロキサマー）、ポリエトキシル化獣脂アミン（ＰＯＥＡ）を含み得る。
【０１１６】
本発明の方法で用いる固体粒子材料は、多数のポリマー粒子または多数の非ポリマー粒子を含み得る。いくつかの実施形態において、固体粒子材料は、多数のポリマー粒子を含み得る。あるいは、固体粒子材料は、ポリマー粒子および非ポリマー粒子の混合物を含み得る。このような実施形態において、混合物は、主にポリマー粒子を含有し得る。他の実施形態において、固体粒子材料は、多数の非ポリマー粒子を含み得る。このように、本発明の実施形態における固体粒子材料は、ポリマー粒子のみ、非ポリマー粒子の、またはポリマー粒子および非ポリマー粒子の混合物を含み得る。
【０１１７】
ポリマー粒子または非ポリマー粒子は、金属基材の表面との密接な接触を可能にするような形状および大きさであり得る。粒子の形状としては、例えば円筒状や球状、立方体状など、さまざまな形状を使用し得る。適切な断面形状としては、例えば、環状リング、犬用の骨、および円形を含む断面形状を用い得る。粒子は、滑らかなまたはでこぼこした表面構造を有し、かつ、中実、多孔質、または中空の構造または構成であり得る。例えば、固体粒子材料が浮遊している実施形態において、固体粒子材料は、当該粒子材料に浮遊特性を付与するために中空または多孔質のポリマー粒子または非ポリマー粒子を都合よく含み得る。いくつかの実施形態において、ポリマー粒子または非ポリマー粒子は、円筒形または球形のビーズを含み得る。
【０１１８】
いくつかの実施形態において、ポリマー粒子は、平均質量が約０．００１ｍｇ〜約２５０ｇであるような大きさであり得る。さらなる実施形態において、ポリマー粒子は、平均質量が約０．００１ｍｇ〜約１０ｇであるような大きさであり得る。また、さらなる実施形態において、ポリマー粒子は、平均質量が約０．００１ｍｇ〜約１ｇであるような大きさであり得る。また、さらなる実施形態において、ポリマー粒子は、平均質量が約１ｍｇ〜約１００ｍｇであるような大きさであり得る。また、さらなる実施形態において、ポリマー粒子は、平均質量が約５ｍｇ〜約１００ｍｇであるような大きさであり得る。
【０１１９】
いくつかの実施形態において、非ポリマー粒子は、平均質量が約０．００１ｍｇ〜約２５０ｇであるような大きさであり得る。さらなる実施形態において、非ポリマー粒子は、平均質量が約０．００１ｍｇ〜約１０ｇであるような大きさであり得る。また、さらなる実施形態において、非ポリマー粒子は、平均質量が約０．００１ｍｇ〜約１ｇであるような大きさであり得る。また、さらなる実施形態において、非ポリマー粒子は、平均質量が約１ｍｇ〜約１００ｍｇであるような大きさであり得る。また、さらなる実施形態において、非ポリマー粒子は、平均質量が約５ｍｇ〜約１００ｍｇであるような大きさであり得る。
【０１２０】
本発明の実施形態において、粒子の長さは、約１μｍ〜約５００ｍｍであり得る。他の実施形態において、粒子の長さは、約０．１ｍｍ〜約５００ｍｍであり得る。さらなる実施形態において、粒子の長さは、約０．５ｍｍ〜約２５ｍｍであり得る。また、さらなる実施形態において、粒子の長さは、約０．５ｍｍ〜約６ｍｍであり得る。また、さらなる実施形態において、粒子の長さは、約１．５ｍｍ〜約４．５ｍｍであり得る。また、さらなる実施形態において、粒子の長さは、約２．０ｍｍ〜約３ｍｍであり得る。粒子の長さは、好ましくは、粒子の表面上の２点間の最大直線間隔として定義される。
【０１２１】
ポリマー粒子は、極性ポリマーの粒子を含み得る。本発明の方法に極性ポリマーの粒子、例えばポリアミド、を含めることは、金属酸化物層との相互作用を向上させ得ると考えられる。
【０１２２】
あるいは、または加えて、ポリマー粒子は、非極性ポリマーの粒子を含み得る。この場合もやはり、本発明の方法に非極性ポリマー粒子、例えばポリプロピレン、を含めることは、金属の表面から汚染物質のような不要な物質を取り除くことを向上させ得ると考えられる。いくつかの実施形態において、ポリマー粒子は、極性ポリマー粒子および非極性ポリマー粒子の混合物を含み得る。
【０１２３】
ポリマー粒子は、ポリアルケン（例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなど）、ポリアミド、ポリエステル、ポリシロキサン、またはポリウレタンを含み得る。さらに、前記ポリマーは、線状ポリマー、分岐ポリマー、または架橋ポリマーであり得る。ある実施形態において、前記ポリマー粒子は、一般にビーズ状の、ポリアミドまたはポリエステルの粒子、特にナイロン、ポリエチレンテレフタレート、またはポリブチレンテレフタレートの粒子、を含み得る。また、上記ポリマー材料の共重合体も本発明の実施形態で使用され得る。ポリマー材料の特性は、共重合体に特定の特性を付与するモノマー単位を含めることによって、特定の要件に合わせ得る。ナイロンホモポリマーまたは共重合体としてはこれらに限定されないが、ナイロン６およびナイロン６，６を含むさまざまなナイロンホモポリマーまたは共重合体を使用し得る。一実施形態において、ナイロンは、好ましくは分子量が約５０００〜約３００００ダルトン（例えば、約１００００〜約２００００ダルトン、または、約１５０００〜約１６０００ダルトン）の範囲のナイロン６，６共重合体を含み得る。有用なポリエステルは、ＡＳＴＭ  Ｄ−４６０３などの溶液法によって測定される、約０．３〜約１．５ｄｌ／ｇの範囲の固有粘度測定値に対応する分子量を有し得る。
【０１２４】
いくつかの実施形態において、ポリマー粒子または非ポリマー粒子は、約１未満の平均密度を有し得る。ある実施形態において、ポリマー粒子または非ポリマー粒子は、約０．５〜約０．９９ｇ／ｃｍ３の平均密度を有し得る。
【０１２５】
他の実施形態において、ポリマー粒子または非ポリマー粒子は、約０．５〜約２０ｇ／ｃｍ３の範囲の平均密度を有し得る。いくつかの実施形態において、ポリマー粒子または非ポリマー粒子は、約０．５〜約１２ｇ／ｃｍ３の範囲の平均密度を有し得る。また、さらに他の実施形態において、ポリマー粒子または非ポリマー粒子は、約０．５〜約３．５ｇ／ｃｍ３の範囲の平均密度を有し得る。また、さらなる実施形態において、ポリマー粒子または非ポリマー粒子は、約０．５〜約２．５ｇ／ｃｍ３の範囲の平均密度を有し得る。
【０１２６】
いくつかの実施形態において、ポリマー粒子または非ポリマー粒子は、約５〜約２７５ｍｍ３の平均体積を有し得る。さらなる実施形態において、ポリマー粒子または非ポリマー粒子は、約８〜約１４０ｍｍ３の平均体積を有し得る。また、さらなる実施形態において、ポリマー粒子または非ポリマー粒子は、約１０〜約１２０ｍｍ３の平均体積を有し得る。
【０１２７】
いくつかの実施形態において、ポリマー粒子は、約０．５〜約３．５ｇ／ｃｍ３の範囲の平均密度、および、約５〜約２７５ｍｍ３の平均体積を有し得る。
【０１２８】
いくつかの実施形態において、ポリマー粒子は、約０．５〜約２．５ｇ／ｃｍ３の範囲の平均密度を有し得る。さらなる実施形態において、ポリマー粒子は、約０．５５〜約２．０ｇ／ｃｍ３の範囲の平均密度を有し得る。また、さらなる実施形態において、ポリマー粒子は、約０．６〜約１．９ｇ／ｃｍ３の範囲の平均密度を有し得る。
【０１２９】
ある実施形態において、非ポリマー粒子は、ポリマー粒子よりも大きい平均密度を有し得る。したがって、いくつかの実施形態において、非ポリマー粒子は、約０．５〜約２０ｇ／ｃｍ３の範囲の平均密度を有し得る。さらなる実施形態において、非ポリマー粒子は、約３．５〜約１２．０ｇ／ｃｍ３の範囲の平均密度を有し得る。また、さらなる実施形態において、非ポリマー粒子は、約５．０〜約１０．０ｇ／ｃｍ３の範囲の平均密度を有し得る。また、さらなる実施形態において、非ポリマー粒子は、約６．０〜約９．０ｇ／ｃｍ３の範囲の平均密度を有し得る。
【０１３０】
いくつかの実施形態において、固体粒子材料は、非ポリマー粒子を含み得る。非ポリマー粒子は、セラミック材料、耐火材料、火成鉱物、堆積鉱物、変成鉱物、および複合材の粒子から選択され得る。適切なセラミックとしてはこれらに限定されないが、アルミナ、ジルコニア、炭化タングステン、炭化ケイ素、および窒化ケイ素を含み得る。
【０１３１】
ある実施形態において、本発明の方法は、金属基材の表面を固体粒子で研磨することを含み得る。したがって、いくつかの実施形態において、固体粒子は、研磨剤であり得る、または、いくつかの研磨特性を有し得る。
【０１３２】
いくつかの実施形態において、処理配合物は、１つ以上の溶媒をさらに含み得る。処理配合物に含有され得る適切な溶媒としてはこれらに限定されないが、水、極性溶媒、およい非極性溶媒を含み得る。
【０１３３】
いくつかの実施形態においては、水が、好ましい溶媒である。他の適切な溶媒は、アルコール（特に、エタノールおよびイソプロパノール）、グリコールおよびグリコールモノおよびジエーテル、環状アミド（例えば、ピロリドンおよびメチルピロリドン）を含み得る。いくつかの実施形態において、水以外の溶媒の量は、処理配合物の１０ｗｔ％未満、より好ましくは５ｗｔ％未満、特に２ｗｔ％未満、最も特に０．５ｗｔ％未満である。いくつかの実施形態において、処理配合物に存在する唯一の溶媒は、水である。
【０１３４】
本発明のある実施形態において、処理配合物は、水を含み得る。金属基材の表面と処理配合物の成分との間の相互作用の強化に起因してより効果的な処理が提供され得るために、いくつかの有利な実施形態において使用されるいかなる水の量も、従来技術の方法と比較して大幅に削減され得る。
【０１３５】
いくつかの実施形態において、本発明の処理配合物は、ポリマー、腐食防止剤、抗酸化剤、増進剤、分散剤、還元剤、酸化剤、および漂白剤から成る群から選択された１つ以上の補助成分を含み得る。
【０１３６】
処理配合物に含有され得る適切なポリマーとしてはこれらに限定されないが、ポリアクリレートおよびポリエチレングリコールを含み得る。
【０１３７】
処理配合物に含有され得る適切な腐食防止剤としてはこれらに限定されないが、ベンゾトリアゾール、リン酸亜鉛、ジチオリン酸亜鉛、塩化ベンザルコニウム、およびアルキルアミノフォスフェイトを含み得る。
【０１３８】
処理配合物に含有され得る適切な抗酸化剤としてはこれらに限定されないが、重亜硫酸ナトリウムおよびアスコルビン酸を含み得る。
【０１３９】
処理配合物に含有され得る適切な増進剤としてはこれらに限定されないが、ポリリン酸塩のアルカリ金属塩、ポリリン酸塩のアンモニウム塩、およびポリリン酸塩のアルカノールアンモニウム塩、アルカリ金属ケイ酸塩、アルカリ土類およびアルカリ金属炭酸塩、アルミノケイ酸塩、ポリカルボン酸塩化合物、エーテルヒドロキシポリカルボン酸塩、無水マレイン酸とエチレンまたはビニルメチルエーテルとの共重合体、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン−２，４，６−トリスルホン酸、およびカルボキシメチル−オキシコハク酸、ポリ酢酸のアルカリ金属塩、ポリ酢酸のアンモニウム塩、およびポリ酢酸の置換アンモニウム塩（例えば、エチレンジアミン四酢酸やニトリロ三酢酸など）、ならびに、ポリカルボン酸塩（例えば、メリト酸、コハク酸、オキシジコハク酸、ポリマレイン酸、ベンゼン１，３，５−トリカルボン酸、カルボキシメチルオキシコハク酸、およびこれらの可溶性塩など）を含み得る。
【０１４０】
任意選択的に、処理配合物は、分散剤をも含み得る。分散剤として使用するのに適切な水溶性有機材料は、ホモポリマーもしくは共重合体のポリカルボン酸またはその塩であり得る。ここで、ポリカルボン酸は、２つ以下の炭素原子によって互いに分離された少なくとも２つのカルボキシル基を含み得る。
【０１４１】
処理配合物に含有され得る適切な還元剤としてはこれらに限定されないが、硫酸鉄（ＩＩ）およびシュウ酸を含み得る。
【０１４２】
処理配合物は、１つ以上の漂白剤および／または酸化剤を含み得る。このような漂白剤および／または酸化剤の例としてはこれらに限定されないが、オゾン、酸素、過酸素化合物（過酸化水素を含む）、無機ペルオキシ塩（例えば、過ホウ酸塩や過炭酸塩、過リン酸塩、過ケイ酸塩、モノ過硫酸塩（例えば、ナトリウム過ホウ酸四水和物および過炭酸ナトリウム）など）、次亜塩素酸ナトリウム、クロム酸、硝酸、ならびに有機ペルオキシ酸（例えば、過酢酸やモノペルオキシフタル酸、ジペルオキシドデカン二酸、Ｎ，Ｎ'−テレフタロイル−ジ（６−アミノペルオキシカプロン酸）、Ｎ，Ｎ'−フタロイルアミノペルオキシカプロン酸、アミドペルオキシ酸など）を含み得る。漂白剤および／または酸化剤は、化学的活性化剤によって活性化され得る。活性化剤としてはこれらに限定されないが、例えばテトラアセチルエチレンジアミンやナトリウムノナノなどのカルボン酸エステルを含み得る。あるいは、漂白剤化合物および／または酸化剤は、配合物を加熱することによって活性化され得る。ある実施形態において、本発明の処理配合物は、７よりも大きいｐＨを有し得る。いくつかの実施形態において、処理配合物は、１３よりも小さいｐＨを有し得る。また、さらなる実施形態において、処理配合物は、１以上のｐＨを有し得る。いくつかの実施形態において、処理配合物は、１〜１３のｐＨを有し得る。他の実施形態において、処理配合物は、約２〜約１２のｐＨを有し得る。したがって、処理配合物は、ｐＨが、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、もしくは１２の値、または、約２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、もしくは１２の値を有し得る。特定の実施形態において、配合物は、約８のｐＨを有し得る。特に、配合物は、８〜９のｐＨを有し得る。このように、本発明のいくつかの実施形態においては、従来技術の方法によって通常用いられる過酷な酸性条件とは対照的に、穏和な条件で、酸化物層の少なくとも一部を除去するための金属基材の処理を行い得る。穏和とは、好ましくは、処理配合物のｐＨが、少なくとも３、より好ましくは少なくとも４、特に少なくとも５、および／または、１４未満、好ましくは１２以下、より好ましくは１１以下、特に１０以下、最も特に９以下、であることを意味する。
【０１４３】
いくつかの実施形態において、金属基材は、処理液に、少なくとも１秒、少なくとも１０秒、少なくとも２０秒、または少なくとも３０秒、さらされる。いくつかの実施形態において、金属基材は、処理液に、２時間以下、１時間以下、３０分以下、５分、４分以下、３分以下、または２分以下、さらされる。
【０１４４】
いくつかの実施形態において、処理配合物は、実質的にフッ酸なしにし得る。したがって、本発明のこのような実施形態においては、フッ酸の非存在下で金属基材の処理を行うことができ、好ましくは、プロセスの完了後に、費用のかかるフッ酸の処理を不要なものにすることができる。
【０１４５】
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、金属基材を不動態化することを含み得る。この文脈において、不動態化とは、金属表面の反応性を低減するための金属基材の処理として定義され得る。
【０１４６】
本発明の実施形態の方法は、本発明の方法によって処理されていない対照試料と比較して大幅に低減された厚さを有する金属の表面に酸化物層を提供し得る。したがって、いくつかの実施形態において、本発明の方法によって処理された金属基材は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって測定される１５ｎｍ未満の厚さを有する酸化物層を含み得る。さらなる実施形態において、本発明の方法によって処理された金属基材は、ＸＰＳによって測定される１０ｎｍ未満の厚さを有する酸化物層を含み得る。また、さらなる実施形態において、本発明の方法によって処理された金属基材は、ＸＰＳによって測定される６ｎｍ未満の厚さを有する酸化物層を含み得る。また、さらなる実施形態において、本発明の方法によって処理された金属基材は、ＸＰＳによって測定される５．４ｎｍ未満の厚さを有する酸化物層を含み得る。また、さらなる実施形態において、金属基材は、ＸＰＳによって測定される４．１ｎｍ未満の厚さを有する酸化物層を含み得る。また、さらなる実施形態において、金属基材は、Ｘ線光電子分光法によって測定される３．８ｎｍ未満の厚さを有する酸化物層を含み得る。
【０１４７】
本発明の方法は、金属基材の表面からの酸化物層の除去または一部除去を容易にする。いくつかの実施形態において、酸化物層は、その後、層が均一になるように改変し得る。そのようなものとして、損傷した、不連続な、または不均一な酸化物層は、本発明の実施形態の方法によって置き換えられ得る。これにより、金属表面の均一性が向上し得る。均一な酸化物層は、金属基材に１つ以上の被膜またはラッカーを塗布するための、または、金属基材上に次の仕上げ工程を実施するための、改良された基礎を提供し得る。
【０１４８】
ある実施形態において、本発明の方法は、金属表面上の酸化物層の再成長を阻害し得る。したがって、いくつかの実施形態において、金属表面の処理は、酸化物層の除去または一部除去を容易にし得るとともに、金属基材を空気にさらした後の酸化物層の再成長または再形成を制限し得る。
【０１４９】
ある実施形態において、本方法は、金属基材の表面を洗浄する方法をさらに含み得る。これらの実施形態の洗浄方法は、金属基材の表面から酸化物層の少なくとも一部を除去する前に、行い得る。洗浄工程の目的は、微粉（金属の小粒子）やスマットなどのあらゆる堆積物または汚染物質、油などの潤滑剤、潤滑剤残基、クーラント残基、無機または有機塩、界面活性剤、殺生物剤、乳化剤、ならびに殺菌剤を、金属の表面から除去することであり得る。堆積物または汚染物質は、例えば、金属基材の前処理工程から得られたものであり得る。
【０１５０】
いくつかの実施形態において、洗浄工程は、従来の洗浄プロセス、例えば、単に基材を水で洗うことを含み得る。
【０１５１】
他の実施形態において、洗浄工程は、洗浄配合物および多数の固体粒子を含む洗浄液で金属基材を洗浄することを含み得る。洗浄工程は、固体粒子および金属基材を接触相対運動に入らせることを含み得る。
【０１５２】
洗浄配合物は、液相を含み得る、また、固体粒子は、洗浄配合物に懸濁しまたは洗浄配合物中に分散し得る。ある実施形態において、洗浄配合物は、溶媒を含み得る。いくつかの実施形態において、洗浄配合物は、水溶性であり得る。洗浄液は、水および固体粒子を含みまたはから成り得る。多数の固体粒子は、本明細書に記載された特徴の任意の１つ以上を含み得る。ある実施形態では少なくとも一部の、また、いくつかの実施形態では実質上すべての、固体粒子が、洗浄配合物中で浮遊し得る。さらなる実施形態において、洗浄配合物は、固体粒子と組み合わせて、酸、塩基、および界面活性剤から成る群から選択される少なくとも１つの成分を含み得る。また、さらなる実施形態において、洗浄配合物は、少なくとも１つの金属キレート剤および固体粒子を含み得る。また、さらなる実施形態において、洗浄配合物は、少なくとも１つのクエン酸塩部分を含み得る。
【０１５３】
本発明の実施形態の方法は、金属基材の表面をコーティングすることをさらに含み得る。ある実施形態においては、追加の処理が、金属基材の表面から酸化物膜を除去する工程の後に１つ以上の被膜を塗布するために、行われ得る。
【０１５４】
本発明のいくつかの実施形態において、固体粒子材料を含む処理液は、本発明の方法による金属基材の処理を複数回行うために保持され得る。したがって、本発明のいくつかの実施形態において、固体粒子材料は、１回以上再使用され得る。いくつかの実施形態において、処理方法は、金属基材の処理後に多数の固体粒子を回収する工程をさらに含み得る。さらなる実施形態において、処理方法は、多数の固体粒子を処理配合物から分離することを含み得る。
【０１５５】
本発明の実施形態の方法は、さまざまな異なる金属基材を用いて行われ得る。ある実施形態において、金属基材は、遷移金属を含み得る。いくつかの実施形態において、金属基材は、アルミニウムであり得る、または、アルミニウムを含み得る。いくつかの実施形態において、金属基材は、鉄であり得る、または、鉄を含み得る。さらなる実施形態において、金属基材は、金属合金としてこれに限定されないが、遷移金属の合金（例えば、スチールなどの鉄合金）を含む金属合金であり得る。他の実施形態において、基材は、金属含有複合材であり得る。他の適切な金属基材は、タンタル、クロム、ニッケル、ウラン、チタン、バナジウム、クロム、亜鉛、スズ、鉛、銅、カドミウム、およびマグネシウムを含む。他の適切な金属基材は、例えばスカンジウムやイットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムなどの希土類金属を含む。希土類金属は、多くの場合、金属酸化物として自然界に、また、他の金属成分と共に鉱石中に見出される。したがって、潜在的に、本発明は、希土類金属の抽出、精製、またはリサイクルに適用され得る。例えば金や白金などいくつかの不活性金属は、酸化物層を形成する傾向が少ない。
【０１５６】
いくつかの実施形態において、処理配合物と多数の固体粒子との重量比は、２０：１以下であることが好ましく、より好ましくは１０：１以下、さらにより好ましくは５：１以下、特に３：１以下、さらにより特に２：１以下、最も特に１：１以下である。いくつかの実施形態において、処理配合物と多数の固体粒子との重量比は、１：２未満であることが好ましく、より好ましくは１：３未満、さらにより好ましくは１：５未満、さらにより好ましくは１：１０未満、特に１：１５未満である。これらの実施形態は、望ましく少量の処理配合物を使用している。いくつかの実施形態において、処理配合物と多数の固体粒子との重量比は、１：１００以上であることが好ましく、より好ましくは１：５０以上、特に１：２５以上である。いくつかの実施形態において、処理配合物と多数の固体粒子との重量比は、１４：２０でない。いくつかの実施形態において、処理配合物と多数の固体粒子との重量比は、１：２〜１：１でない。
【０１５７】
ある実施形態において、金属基材は、食品または飲料容器であり得る、また、特定の実施形態において、金属基材は、缶、特にアルミニウム缶であり得る。他の実施形態において、金属基材は、金属シートであり得る。金属基材は、原理上は、その最終的な使用目的に応じた任意の所望の形態であり得る。例えば、金属基材は、以下の形態または製造時の金属シートであり得る：製造後の処理工程が施されたシートメタル、所望の形状を達成するために切断もしくは成形工程が施された金属、次に最終製品を形成するためのメタルブランク、または、整形もしくは成形工程が実質上完了した実質的完成品。実質的完成品の例は、食品または飲料用の開口容器または缶である。
【０１５８】
以下の実施例を参照して本発明をさらに説明するが、決して本発明を限定するものではない。
【実施例】
【０１５９】
実験１−攪拌容器内のアルミニウム酸化物除去および洗浄効率。
【０１６０】
金属基材（この場合はアルミニウム缶）からの酸化アルミニウム層の除去の程度を評価するために一連の実験を行った。また、アルミニウム缶に対しては本発明の方法に従って調製した配合物の洗浄効率を調べるために実験を行った。
【０１６１】
各実験に対する処理配合物の成分を、試料ラベルと共に、表１に示す。界面活性剤、Ｍｕｌａｎ（登録商標）２００Ｓは、Ｃｈｒｉｓｔｅｙｎｓ社（ブラッドフォード、イギリス）によって供給された非イオン性界面活性剤であり、クエン酸成分は、ＶＷＲ社（ラフバラ、イギリス）によって供給されたクエン酸三ナトリウムから成るものであった。ポリマー粒子は、ビーズ状の、Ｓｏｌｖａｙ社（リヨン、フランス）によって供給されたナイロン６，６グレードＴｅｃｈｎｙｌ（登録商標）ＸＡ１４９３、および、ＳＡＢＩＣ社によって供給されＲｅｓｉｎｅｘ  ＵＫ社（ハイウィカム、イギリス）から得られたポリプロピレングレード５７５Ｐナチュラルであった。本装置に使用したポリマー粒子の質量は、２０００ｇであった。コーティングされていないアルミニウム金属缶グレードＡＬＪＳＣ６０ＭＬ６３Ｘ１５は、Ｉｎｖｏｐａｋ  ＵＫ社（ハイドチェシャー、イギリス）によって供給された。
【０１６２】
【表１】
2016528383.tif 000005
【０１６３】
実験を行うために、処理液を容器に加えた。処理液は、表１に示すように、（総質量２０００ｇの）ポリマー粒子と、Ｍｉｌｌｉ−Ｑ（登録商標）（タイプ１ＩＳＯ３６９６）水（１０００ｇ）と、さらなる配合物成分とから成るものであった。アルミニウム缶を、攪拌機に取り付けた金属棒に固定した。各缶を処理液の入った容器に挿入した。その後、缶を、タブ内で、約２２℃の温度で３０分間、約５００ｒｐｍで回転させ、缶と処理液との接触を確実なものにした。処理後、缶をＭｉｌｌｉ−Ｑ（登録商標）水およびイソプロパノールで洗浄し、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）分析を施した。
【０１６４】
ＸＰＳ分析の方法は、次の通りであった。ＡｌＫα線の単一波長の放射線源を使用する、Ｔｈｅｒｍｏ  ＥＳＣＡＬＡＢ  ２５０による分析のために、試料をカーボンテープ上に固定化した。５００μｍのスポットサイズを分析に使用した。１５０ｅＶのパスエネルギー、５０ｍｓの滞留時間、および１ｅＶのステップサイズを使用した全般的調査スキャン（１２５０〜０ｅＶ）を最初に行った後、２０ｅＶのパスエネルギー、５０ｍｓの滞留時間、および０．１ｅＶのステップサイズを使用して、特定された要素の主要ピークの詳細スキャンを行った。測定データを、ＣａｓａＸ線光電子分光法ＸＰＳ（Ｃａｓａ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ社、イギリス）を用いて、Ｃ１ｓ＝１のスキームに基づく相対感度係数を使用して、フィッティングし、２８５ｅＶの脂肪族炭素のピークを使用して、どんな微小帯電も補正するように調整した。各試料を３箇所で測定した。アルミニウム缶の表面の一部にＸ線ビームを照射しながら同時に、材料のトップ面１〜１０ｎｍから脱出する電子の運動エネルギーおよび個数を測定することによって、ＸＰＳスペクトルを得た。
【０１６５】
【表２】
2016528383.tif 000006
【０１６６】
表２に示すデータは、さまざまな処理を受けた缶表面の酸化アルミニウムおよびアルミニウム金属の量に対するＸＰＳ分析の結果を示す（ここで留意すべきは、缶６および缶７の検証データは洗浄効率のみを目的に得られたことである）。酸化アルミニウム層の厚さも、非特許文献１に概説された標準的方法に従って計算した。缶５の結果に示すように、ナイロンビーズ、水、クエン酸塩、および非イオン性界面活性剤を用いた缶の処理は、対照群（つまり、缶１、２、３）と比較して、また、ナイロンビーズと水のみを用いた処理（缶４）と比較して、金属基材の表面における酸化アルミニウム面積（％）の著しい減少とアルミニウム金属面積（％）の著しい増加を示した。さらに、缶５については、対照群と比較して、また、ナイロンビーズと水を用いた処理と比較して、著しく減少した厚さの酸化アルミニウム層（５．３６ｎｍ）を得た。このデータは、明かに、本発明の方法で使用された固体粒子および促進剤の相乗的相互作用を示している。
【０１６７】
【表３】
2016528383.tif 000007
【０１６８】
表３に示すデータは、さまざまな処理を受けた缶表面のアルミニウム金属および炭素の量に対するＸＰＳ分析の結果を示す。炭素の量は、汚染物質（例えば、スマット）の存在の代替基準となり得る。したがって、表３に示すように、アルミニウム／カーボン比が高いほど、より多くのアルミニウムが缶表面に存在すること、および、より多くの炭素含有材料または汚染物質残基が除去されたことを示している。ポリマー粒子で処理された缶（つまり、缶４〜７）はすべて、対照群（缶１〜３）と比較して、アルミニウム／炭素比の増加を示し、洗浄効率の向上を示している。それぞれ配合物中にクエン酸塩および非イオン性界面活性剤をさらに含む缶５および缶７については、洗浄性能の大幅な増加が示されている。加えて、ポリプロピレンポリマー粒子と水のみで処理された缶６について、洗浄性能の著しい増加が確認された。
【０１６９】
実験２−ポンプ手段を装着した装置を用いたアルミニウム洗浄および酸化物除去。
【０１７０】
成分は、Ｍｕｌａｎ（登録商標）２００Ｓ（２５．０ｇ）、つまり、Ｃｈｒｉｓｔｅｙｎｓ社（ブラッドフォード、イギリス）によって供給された非イオン性界面活性剤、および、ＶＷＲ社（ラフバラ、イギリス）によって供給されたクエン酸三ナトリウム二水和物（５００．０ｇ）から成るクエン酸塩成分であった。ポリマー粒子は、ビーズ状の、Ｓｏｌｖａｙ社（リヨン、フランス）によって供給されたナイロン６，６グレードＴｅｃｈｎｙｌ（登録商標）ＸＡ１４９３であった。本装置に使用したポリマー粒子の質量は、１０ｋｇであった。コーティングされていないアルミニウム金属缶グレードＡＬＪＳＣ６０ＭＬ６３Ｘ１５は、Ｉｎｖｏｐａｋ  ＵＫ社（ハイドチェシャー、イギリス）によって供給された。
【０１７１】
ＡＸＩＳ  ＵＬＴＲＡ  ＤＬＤを用いて、ＡｌＫα線の単一波長の放射線源を使用して、ＸＰＳ分析を行った。１６０ｅＶおよび２０ｅＶのパスエネルギーをそれぞれ使用して、最初に全般的調査スキャンを行い、その後、特定された要素の主要ピークの詳細スキャンを行った。測定データを、Ｃａｓａ  ＸＰＳ（Ｃａｓａ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ社、イギリス）を用いて、Ｃ１ｓ＝１のスキームに基づく相対感度係数を使用して、フィッティングし、２８５ｅＶの脂肪族炭素のピークを使用して、どんな微小帯電も補正するように調整した。各試料を２箇所で測定した。
【０１７２】
実験を行うために、処理液を、ポンプを含む容器に加えた。処理液は、表４に示すように、（総質量１０ｋｇの）ポリマー粒子と、水道水（４５ｋｇ）と、さらなる配合物成分とから成るものであった。アルミニウム缶を、クランプによって固定された金属棒に固定した。各缶を、処理液の入った容器に挿入した。その後、缶を、約２２℃の温度で３０分間ポンプ圧送液と接触させて、缶と処理液との接触を確実なものにした。処理後、缶をＭｉｌｌｉ−Ｑ（登録商標）水およびイソプロパノールで洗浄し、ＸＰＳ分析を施した。
【０１７３】
【表４】
2016528383.tif 000008
【０１７４】
【表５】
2016528383.tif 000009
【０１７５】
表５に示すデータは、さまざまな処理を受けた缶表面の酸化アルミニウムおよびアルミニウム金属の量に対するＸＰＳ分析の結果を示す。酸化アルミニウム層の厚さは、非特許文献１に概説された標準的方法に従って計算した。缶４の結果に示すように、ナイロンビーズ、水、クエン酸塩、および非イオン性界面活性剤を用いた缶の処理は、対照群（つまり、缶１、２、３）と比較して、金属基材の表面における酸化アルミニウム面積（％）の著しい減少とアルミニウム金属面積（％）の著しい増加を示した。さらに、缶４については、対照群と比較して、また、クエン酸塩、Ｍｕｌａｎ（登録商標）、および水のみを用いた処理と比較して、著しく減少した厚さの酸化アルミニウム層（４．０３ｎｍ）を得た。また、重要なことは、対照群（つまり、缶１、２、３）と比較して標準偏差がかなり低下しているため、缶４（つまり、ナイロンビーズ、水、クエン酸塩、および非イオン性界面活性剤を用いた缶の処理）の減少した厚さの酸化アルミニウム層はより均一であるということである。
【０１７６】
【表６】
2016528383.tif 000010
【０１７７】
表６に示すデータは、さまざまな処理を受けた缶表面のアルミニウム金属および炭素の量に対するＸＰＳ分析の結果を示す。炭素の量は、汚染物質（例えば、スマット）の存在の代替基準となり得る。したがって、表６に示すように、アルミニウム／炭素比が高いほど、より多くのアルミニウムが缶表面に存在すること、および、より多くの炭素または汚染物質残基が除去されたことを示している。ポリマー粒子で処理された缶（つまり、缶４）は、対照群（つまり、缶１〜３）と比較して、２．０８というアルミニウム／炭素比の著しい増加を示し、洗浄効率の劇的な向上を示している。対照群（つまり、缶１〜３）のアルミニウム／炭素比は、非常に類似していた（０．４１〜０．４４の範囲）。これは、必須の洗浄成分が、使用したポリマー粒子であったことを示している。
【０１７８】
表７（下記）のデータは、アルミニウム表面上の他の不純物、すなわち、カルシウム、窒素、およびナトリウム、の量に対するＸＰＳ分析の結果を示している。ポリマー粒子で処理した缶（つまり、缶４）は、カルシウム、窒素、およびナトリウムの除去を示した。これに対して、対照群（つまり、缶１〜３）は、これらの不純物の比較的高いレベルを示した。これは、ポリマー粒子で処理した缶（つまり、缶４）についての洗浄効率の劇的な向上をはっきりと示した。これも、先と同様に、必須の洗浄成分が、使用したポリマー粒子であったことを示している。
【０１７９】
【表７】
2016528383.tif 000011
【０１８０】
実験３−ポンプ手段を装着した装置を用いたスチール洗浄および酸化鉄除去。
【０１８１】
成分は、Ｍｕｌａｎ（登録商標）２００Ｓ（２５．０ｇ）、つまり、Ｃｈｒｉｓｔｅｙｎｓ社（ブラッドフォード、イギリス）によって供給された非イオン性界面活性剤、および、ＶＷＲ社（ラフバラ、イギリス）によって供給されたクエン酸三ナトリウム二水和物（５００．０ｇ）から成るクエン酸塩成分であった。ポリマー粒子は、ビーズ状の、Ｓｏｌｖａｙ社（リヨン、フランス）によって供給されたナイロン６，６グレードＴｅｃｈｎｙｌ（登録商標）ＸＡ１４９３であった。本装置に使用したポリマー粒子の質量は、１０ｋｇであった。コーティングされていない厚さ１ｍｍの軟鋼板は、Ｍｅｔａｌｓ  ４Ｕ社（ポンテフラクト、イギリス）によって供給された。
【０１８２】
ＡＸＩＳ  ＵＬＴＲＡ  ＤＬＤを用いて、ＡｌＫα線の単一波長の放射線源を使用して、ＸＰＳ分析を行った。１６０ｅＶおよび２０ｅＶのパスエネルギーをそれぞれ使用して、最初に全般的調査スキャンを行い、その後、特定された要素の主要ピークの詳細スキャンを行った。測定データを、Ｃａｓａ  ＸＰＳ（Ｃａｓａ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ社、イギリス）を用いて、Ｃ１ｓ＝１のスキームに基づく相対感度係数を使用して、フィッティングし、２８５ｅＶの脂肪族炭素のピークを使用して、どんな微小帯電も補正するように調整した。各試料を２箇所で測定した。
【０１８３】
実験を行うために、処理液を、ポンプを含む容器に加えた。処理液は、表８に示すように、（総質量１０ｋｇの）ポリマー粒子と、水道水（４５ｋｇ）と、さらなる配合物成分とから成るものであった。軟鋼試料を、クランプによって固定した。各軟鋼試料を、処理液の入った容器に挿入した。その後、軟鋼試料を、約２２℃の温度で１分間または２分間ポンプ圧送液と接触させて、軟鋼試料と処理液との接触を確実なものにした。処理後、軟鋼試料をＭｉｌｌｉ−Ｑ（登録商標）水およびイソプロパノールで洗浄し、ＸＰＳ分析を施した。
【０１８４】
【表８】
2016528383.tif 000012
【０１８５】
【表９】
2016528383.tif 000013
【０１８６】
表９に示すデータは、さまざまな処理を受けた軟鋼表面の酸化鉄対鉄金属の比に対するＸＰＳ分析の結果を示す。試料４、６（ナイロン粒子および配合物を用いた、それぞれ２分間と１分間の処理）の結果が示すように、ナイロン粒子を使用しない対照試料と比較して、対照群よりも鉄／酸化鉄比が高いことにより、酸化鉄面積（％）の相対的減少と鉄金属面積（％）の相対的増加が実証された。したがって、ナイロン粒子の使用は、コーティングされていない軟鋼表面から酸化鉄を良好に除去したことを示した。
【０１８７】
【表１０】
2016528383.tif 000014
【０１８８】
表１０に示すデータは、さまざまな処理を受けた軟鋼表面の鉄金属および炭素の量に対するＸＰＳ分析の結果を示す。炭素の量は、汚染物質（例えば、スマット）の存在の代替基準となり得る。したがって、表１０に示すように、鉄／炭素比が高いほど、より多くの鉄が軟鋼表面に存在すること、および、より多くの炭素または汚染物質残基が除去されたことを示している。ポリマー粒子で１分間および２分間処理された軟鋼試料（つまり、試料４、６）は、対照群（つまり、軟鋼試料１、２、３、５）と比較して、鉄／炭素比の著しい増加を示し、洗浄効率の向上を示している。実際、ビーズを含まない配合物で１分間および２分間処理された軟鋼試料（つまり、試料３、５）は、ポリマー粒子で１分間および２分間処理された同等の軟鋼試料（つまり、試料４、６）よりも低い鉄／炭素比を示した。これは、配合物中の必須の洗浄成分が、使用したポリマー粒子であったことを示している。
【０１８９】
表１１のデータは、軟鋼試料表面上の他の不純物、すなわち、窒素、の量に対するＸＰＳ分析の結果を示している。ポリマー粒子で処理した軟鋼試料（つまり、軟鋼試料４、６）は、窒素の効果的な除去を示した。これに対して、対照群（つまり、軟鋼試料１、２、３、５）は、これらの窒素含有不純物の比較的高いレベルを示した。これは、たとえ１分間および２分間という短い処理時間であってもポリマー粒子で処理した軟鋼試料（つまり、軟鋼試料４、６）についての洗浄効率の向上をはっきりと示した。これも、先と同様に、必須の洗浄成分が、使用したポリマー粒子であったことを示している。
【０１９０】
【表１１】
2016528383.tif 000015
【０１９１】
実験４：別の界面活性剤、ＰＥＴポリマー粒子、およびベンゾトリアゾール腐食防止剤を用いた、ポンプ手段を装着した装置を用いたスチール洗浄および酸化鉄除去を調査する実験。
【０１９２】
成分は、Ｐｅｒｌａｓｔａｎ（登録商標）ＯＮ−６０（つまり、ナトリウムオレオイルサルコシンの６０％水溶液）（２５．０ｇ）、Ｓｕｒｆａｃｈｅｍ社（リーズ、イギリス）によって供給された陰イオン界面活性剤、および、ＶＷＲ社（ラフバラ、イギリス）によって供給されたクエン酸三ナトリウム二水和物（５００．０ｇ）から成るクエン酸塩成分であった。腐食防止剤は、Ｓｕｒｆａｃｈｅｍ社（リーズ、イギリス）によって供給されたＳｕｒｆａｃ（登録商標）Ｂ６７８（ベンゾトリアゾールの１〜１０％水溶液）であった。ポリマー粒子は、ビーズ状の、Ｔｅｋｎｏｒ  Ａｐｅｘ（イギリス）によって供給されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）グレード１０１であった。本装置に使用したポリマー粒子の質量は、１０ｋｇであった。コーティングされていない厚さ１ｍｍの軟鋼板は、Ｍｅｔａｌｓ  ４Ｕ社（ポンテフラクト、イギリス）によって供給された。
【０１９３】
ＡＸＩＳ  ＵＬＴＲＡ  ＤＬＤを用いて、ＡｌＫα線の単一波長の放射線源を使用して、ＸＰＳ分析を行った。１６０ｅＶおよび２０ｅＶのパスエネルギーをそれぞれ使用して、最初に全般的調査スキャンを行い、その後、特定された要素の主要ピークの詳細スキャンを行った。測定データを、Ｃａｓａ  ＸＰＳ（Ｃａｓａ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ社、イギリス）を用いて、Ｃ１ｓ＝１のスキームに基づく相対感度係数を使用して、フィッティングし、２８５ｅＶの脂肪族炭素のピークを使用して、どんな微小帯電も補正するように調整した。各試料を２箇所で測定した。
【０１９４】
実験を行うために、処理液を、ポンプを含む容器に加えた。処理液は、表１２に示すように、（総質量１０ｋｇの）ポリマー粒子と、水道水（４５ｋｇ）と、さらなる配合物成分とから成るものであった。軟鋼試料を、クランプによって固定した。各軟鋼試料を、処理液の入った容器に挿入した。その後、軟鋼試料を、約２２℃の温度で１分間または２分間ポンプ圧送液と接触させて、軟鋼試料と処理液との接触を確実なものにした。処理後、軟鋼試料をＭｉｌｌｉ−Ｑ（登録商標）水およびイソプロパノールで洗浄し、ＸＰＳ分析を施した。
【０１９５】
【表１２】
2016528383.tif 000016
【０１９６】
【表１３】
2016528383.tif 000017
【０１９７】
表１３に示すデータは、さまざまな処理を受けた軟鋼表面の酸化鉄対鉄金属の比に対するＸＰＳ分析の結果を示す。試料４（ＰＥＴ粒子および配合物を用いた１分間の処理）の結果が示すように、ＰＥＴ粒子を使用しない対照試料と比較して、対照群よりも鉄／酸化鉄比が高いことにより、酸化鉄面積（％）の減少と鉄金属面積（％）の増加が実証された。したがって、ＰＥＴ粒子の使用は、コーティングされていない軟鋼表面からの酸化鉄の除去を示した。留意すべきは、軟鋼試料は、あらかじめ腐食されておらず、供給後すぐに使用されたことである。
【０１９８】
【表１４】
2016528383.tif 000018
【０１９９】
表１４に示すデータは、さまざまな処理を受けた軟鋼表面の鉄金属および炭素の量に対するＸＰＳ分析の結果を示す。炭素の量は、汚染物質（例えば、スマット）の存在の代替基準となり得る。したがって、表１４に示すように、鉄／炭素比が高いほど、より多くの鉄が軟鋼表面に存在すること、および、より多くの炭素または汚染物質残基が除去されたことを示している。ポリマー粒子で１分間処理された軟鋼試料（つまり、試料４）は、対照群（つまり、軟鋼試料１、２、３）と比較して、鉄／炭素比の著しい増加を示し、洗浄効率の向上を示している。実際、ビーズを含まない配合物で１分間処理された軟鋼試料（つまり、試料３）は、ポリマー粒子で１分間処理された同等の軟鋼試料（つまり、試料４）よりも低い鉄／炭素比を示した。これは、配合物中の必須の洗浄成分が、使用したＰＥＴポリマー粒子であったことを示している。
【０２００】
表１５のデータは、軟鋼試料表面上の他の不純物、すなわち、窒素およびカルシウム、の量に対するＸＰＳ分析の結果を示している。ポリマー粒子で処理した軟鋼試料（つまり、軟鋼試料４）は、窒素およびカルシウムの効果的な除去を示した。これに対して、対照群（つまり、軟鋼試料１、２、３）は、これらの窒素およびカルシウム含有不純物の比較的高いレベルを示した。これは、たとえ１分間という短い処理時間であってもポリマー粒子で処理した軟鋼試料（つまり、軟鋼試料４）についての洗浄効率の向上をはっきりと示した。これも、先と同様に、必須の洗浄成分が、使用したポリマー粒子であったことを示している。
【０２０１】
【表１５】
2016528383.tif 000019
【０２０２】
実験５：非イオン性界面活性剤およびナイロンポリマー粒子を用いた、ポンプ手段を装着した装置を用いた軟鋼からの酸化鉄除去を調査する実験。
【０２０３】
成分は、Ｍｕｌａｎ（登録商標）２００Ｓ（２５．０ｇ）、つまり、Ｃｈｒｉｓｔｅｙｎｓ社（ブラッドフォード、イギリス）によって供給された非イオン性界面活性剤、および、ＶＷＲ社（ラフバラ、イギリス）によって供給されたクエン酸三ナトリウム二水和物（５００．０ｇ）から成るクエン酸塩成分であった。ポリマー粒子は、ビーズ状の、Ｓｏｌｖａｙ社（リヨン、フランス）によって供給されたナイロン６，６グレードＴｅｃｈｎｙｌ（登録商標）ＸＡ１４９３であった。本装置に使用したポリマー粒子の質量は、１０ｋｇであった。コーティングされていない厚さ１ｍｍの軟鋼板は、Ｍｅｔａｌｓ  ４Ｕ社（ポンテフラクト、イギリス）によって供給され、１％ｗ／ｗの硫酸、０．１％ｗ／ｗの塩、および０．３％ｗ／ｗの過酸化水素の混合物に１０秒間浸漬してあらかじめ腐食させた後、脱イオン水およびイソプロパノールで洗浄した。
【０２０４】
ＡＸＩＳ  ＵＬＴＲＡ  ＤＬＤを用いて、ＡｌＫα線の単一波長の放射線源を使用して、ＸＰＳ分析を行った。１６０ｅＶおよび２０ｅＶのパスエネルギーをそれぞれ使用して、最初に全般的調査スキャンを行い、その後、特定された要素の主要ピークの詳細スキャンを行った。測定データを、Ｃａｓａ  ＸＰＳ（Ｃａｓａ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ社、イギリス）を用いて、Ｃ１ｓ＝１のスキームに基づく相対感度係数を使用して、フィッティングし、２８５ｅＶの脂肪族炭素のピークを使用して、どんな微小帯電も補正するように調整した。各試料を２箇所で測定した。
【０２０５】
実験を行うために、処理液を、ポンプを含む容器に加えた。処理液は、表１６に示すように、（総質量１０ｋｇの）ポリマー粒子と、水道水（４５ｋｇ）と、さらなる配合物成分とから成るものであった。軟鋼試料を、クランプによって固定した。各軟鋼試料を、処理液の入った容器に挿入した。その後、軟鋼試料を、約２２℃の温度で１分間、２分間、または５分間ポンプ圧送液と接触させて、軟鋼試料と処理液との接触を確実なものにした。処理後、軟鋼試料をＭｉｌｌｉ−Ｑ（登録商標）水およびイソプロパノールで洗浄し、ＸＰＳ分析を施した。
【０２０６】
【表１６】
2016528383.tif 000020
【０２０７】
【表１７】
2016528383.tif 000021
【０２０８】
表１７に示すデータは、さまざまな処理を受けた軟鋼表面の酸化鉄対鉄金属の比に対するＸＰＳ分析の結果を示す。試料４、６、８（ナイロン粒子および配合物を用いた、それぞれ５分間、２分間、および１分間の処理）の結果が示すように、ナイロン粒子を使用しない対照試料と比較して、対照群よりも鉄／酸化鉄比が高いことにより、酸化鉄面積（％）の減少と鉄金属面積（％）の増加が実証された。したがって、ナイロン粒子の使用は、コーティングされていない軟鋼表面からの酸化鉄の除去を示した。
【０２０９】
実験６：別の界面活性剤、ＰＥＴポリマー粒子、およびベンゾトリアゾール腐食防止剤を用いた、ポンプ手段を装着した装置を用いた軟鋼からの酸化鉄除去を調査するさらなる実験。
【０２１０】
成分は、Ｐｅｒｌａｓｔａｎ（登録商標）ＯＮ−６０（つまり、ナトリウムオレオイルサルコシンの６０％水溶液）（２５．０ｇ）、Ｓｕｒｆａｃｈｅｍ社（リーズ、イギリス）によって供給された陰イオン界面活性剤、および、ＶＷＲ社（ラフバラ、イギリス）によって供給されたクエン酸三ナトリウム二水和物（５００．０ｇ）から成るクエン酸塩成分であった。腐食防止剤は、Ｓｕｒｆａｃｈｅｍ社（リーズ、イギリス）によって供給されたＳｕｒｆａｃ（登録商標）Ｂ６７８（ベンゾトリアゾールの１〜１０％水溶液）であった。ポリマー粒子は、ビーズ状の、Ｔｅｋｎｏｒ  Ａｐｅｘ（イギリス）によって供給されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）グレード１０１であった。本装置に使用したポリマー粒子の質量は、１０ｋｇであった。コーティングされていない厚さ１ｍｍの軟鋼板は、Ｍｅｔａｌｓ  ４Ｕ社（ポンテフラクト、イギリス）によって供給され、１％ｗ／ｗの硫酸、０．１％ｗ／ｗの塩、および０．３％ｗ／ｗの過酸化水素の混合物に１０秒間浸漬してあらかじめ腐食させた後、脱イオン水およびイソプロパノールで洗浄した。
【０２１１】
ＡＸＩＳ  ＵＬＴＲＡ  ＤＬＤを用いて、ＡｌＫα線の単一波長の放射線源を使用して、ＸＰＳ分析を行った。１６０ｅＶおよび２０ｅＶのパスエネルギーをそれぞれ使用して、最初に全般的調査スキャンを行い、その後、特定された要素の主要ピークの詳細スキャンを行った。測定データを、Ｃａｓａ  ＸＰＳ（Ｃａｓａ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ社、イギリス）を用いて、Ｃ１ｓ＝１のスキームに基づく相対感度係数を使用して、フィッティングし、２８５ｅＶの脂肪族炭素のピークを使用して、どんな微小帯電も補正するように調整した。各試料を２箇所で測定した。
【０２１２】
実験を行うために、処理液を、ポンプを含む容器に加えた。処理液は、表１８に示すように、（総質量１０ｋｇの）ポリマー粒子と、水道水（４５ｋｇ）と、さらなる配合物成分とから成るものであった。軟鋼試料を、クランプによって固定した。各軟鋼試料を、処理液の入った容器に挿入した。その後、軟鋼試料を、約２２℃の温度で１分間、５分間、または１０分間ポンプ圧送液と接触させて、軟鋼試料と処理液との接触を確実なものにした。処理後、軟鋼試料をＭｉｌｌｉ−Ｑ（登録商標）水およびイソプロパノールで洗浄し、ＸＰＳ分析を施した。
【０２１３】
【表１８】
2016528383.tif 000022
【０２１４】
【表１９】
2016528383.tif 000023
【０２１５】
表１９に示すデータは、さまざまな処理を受けた軟鋼表面の酸化鉄対鉄金属の比に対するＸＰＳ分析の結果を示す。試料４、６、８（ＰＥＴ粒子および配合物を用いた、それぞれ１０分間、５分間、および１分間の処理）の結果が示すように、ポリエステルＰＥＴ粒子を使用しない対照試料と比較して、対照群よりも鉄／酸化鉄比が高いことにより、酸化鉄面積（％）の減少と鉄金属面積（％）の増加が実証された。したがって、ポリエステルＰＥＴ粒子の使用は、コーティングされていない軟鋼表面からの酸化鉄の除去を示した。
【０２１６】
実験７−ポンプ手段を装着した装置を用いたアルミニウム洗浄および酸化物除去。
【０２１７】
成分は、Ｍｕｌａｎ（登録商標）２００Ｓ（２５．０ｇ）、つまり、Ｃｈｒｉｓｔｅｙｎｓ社（ブラッドフォード、イギリス）によって供給された非イオン性界面活性剤、および、ＶＷＲ社（ラフバラ、イギリス）によって供給されたクエン酸三ナトリウム二水和物（５００．０ｇ）から成るクエン酸塩成分であった。ポリマー粒子は、ビーズ状の、Ｓｏｌｖａｙ社（リヨン、フランス）によって供給されたナイロン６，６グレードＴｅｃｈｎｙｌ（登録商標）ＸＡ１４９３であった。本装置に使用したポリマー粒子の質量は、１０ｋｇであった。コーティングされていないアルミニウム金属缶グレードＡＬＪＳＣ６０ＭＬ６３Ｘ１５は、Ｉｎｖｏｐａｋ  ＵＫ社（ハイドチェシャー、イギリス）によって供給された。
【０２１８】
ＡＸＩＳ  ＵＬＴＲＡ  ＤＬＤを用いて、ＡｌＫα線の単一波長の放射線源を使用して、ＸＰＳ分析を行った。１６０ｅＶおよび２０ｅＶのパスエネルギーをそれぞれ使用して、最初に全般的調査スキャンを行い、その後、特定された要素の主要ピークの詳細スキャンを行った。測定データを、Ｃａｓａ  ＸＰＳ（Ｃａｓａ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ社、イギリス）を用いて、Ｃ１ｓ＝１のスキームに基づく相対感度係数を使用して、フィッティングし、２８５ｅＶの脂肪族炭素のピークを使用して、どんな微小帯電も補正するように調整した。各試料を２箇所で測定した。
【０２１９】
実験を行うために、処理液を、ポンプを含む容器に加えた。処理液は、表２０に示すように、（総質量１０ｋｇの）ポリマー粒子と、水道水（４５ｋｇ）と、さらなる配合物成分とから成るものであった。アルミニウム缶を、クランプによって固定された金属棒に固定した。各缶を、処理液の入った容器に挿入した。その後、缶を、約２２℃の温度で１分間、２分間、および５分間ポンプ圧送液と接触させて、缶と処理液との接触を確実なものにした。処理後、缶をＭｉｌｌｉ−Ｑ（登録商標）水およびイソプロパノールで洗浄し、ＸＰＳ分析を施した。
【０２２０】
【表２０】
2016528383.tif 000024
【０２２１】
【表２１】
2016528383.tif 000025
【０２２２】
表２１に示すデータは、さまざまな処理を受けた缶表面の酸化アルミニウムおよびアルミニウム金属の量に対するＸＰＳ分析の結果を示す。酸化アルミニウム層の厚さは、非特許文献１に概説された標準的方法に従って計算した。缶４、６、８の結果に示すように、ナイロンビーズ、水、クエン酸塩、および非イオン性界面活性剤を用いた缶の処理は、対照群（つまり、缶１、２、３、５、７）と比較して、金属基材の表面における酸化アルミニウム面積（％）の著しい減少とアルミニウム金属面積（％）の著しい増加を示した。さらに、１分間のみ処理した缶８については、対照群と比較して、また、特に、クエン酸塩、Ｍｕｌａｎ（登録商標）、および水のみを用いて１分間処理した場合（缶７）と比較して、著しく減少した厚さの酸化アルミニウム層（３．７２ｎｍ）を得た。
【０２２３】
【表２２】
2016528383.tif 000026
【０２２４】
表２２に示すデータは、さまざまな処理を受けた缶表面のアルミニウム金属および炭素の量に対するＸＰＳ分析の結果を示す。炭素の量は、汚染物質（例えば、スマット）の存在の代替基準となり得る。したがって、表２２に示すように、アルミニウム／炭素比が高いほど、より多くのアルミニウムが缶表面に存在すること、および、より多くの炭素または汚染物質残基が除去されたことを示している。ポリマー粒子で処理された缶（つまり、缶４、６、８）は、対照群（つまり、缶１、２、３、５、７）と比較して、アルミニウム／炭素比の著しい増加を示し、洗浄効率の劇的な向上を示している。
【０２２５】
【表２３】
2016528383.tif 000027
【０２２６】
表２３（上記）のデータは、アルミニウム表面上の他の不純物、すなわち、窒素およびナトリウム、の量に対するＸＰＳ分析の結果を示している。ポリマー粒子で処理した缶（つまり、缶４、６、８）は、窒素およびナトリウムの効果的な除去を示した。これに対して、対照群は、これらの不純物の比較的高いレベルを示した。これは、ポリマー粒子で処理した缶（つまり、缶４、６、８）についての洗浄効率の劇的な向上をはっきりと示した。これも、先と同様に、必須の洗浄成分が、使用したポリマー粒子であったことを示している。
【０２２７】
実験８−ポンプ手段を装着した装置を用いたアルミニウム洗浄および酸化物除去。
【０２２８】
成分は、Ｍｕｌａｎ（登録商標）２００Ｓ（２５．０ｇ）、つまり、Ｃｈｒｉｓｔｅｙｎｓ社（ブラッドフォード、イギリス）によって供給された非イオン性界面活性剤、および、ＶＷＲ社（ラフバラ、イギリス）によって供給されたクエン酸三ナトリウム二水和物（５００．０ｇ）から成るクエン酸塩成分であった。ポリマー粒子は、ビーズ状の、Ｔｅｋｎｏｒ  Ａｐｅｘ（イギリス）によって供給されたポリエステル（ＰＥＴ）であった。本装置に使用したポリマー粒子の質量は、１０ｋｇであった。コーティングされていないアルミニウム金属缶グレードＡＬＪＳＣ６０ＭＬ６３Ｘ１５は、Ｉｎｖｏｐａｋ  ＵＫ社（ハイドチェシャー、イギリス）によって供給された。
【０２２９】
ＡＸＩＳ  ＵＬＴＲＡ  ＤＬＤを用いて、ＡｌＫα線の単一波長の放射線源を使用して、ＸＰＳ分析を行った。１６０ｅＶおよび２０ｅＶのパスエネルギーをそれぞれ使用して、最初に全般的調査スキャンを行い、その後、特定された要素の主要ピークの詳細スキャンを行った。測定データを、Ｃａｓａ  ＸＰＳ（Ｃａｓａ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ社、イギリス）を用いて、Ｃ１ｓ＝１のスキームに基づく相対感度係数を使用して、フィッティングし、２８５ｅＶの脂肪族炭素のピークを使用して、どんな微小帯電も補正するように調整した。各試料を２箇所で測定した。
【０２３０】
実験を行うために、処理液を、ポンプを含む容器に加えた。処理液は、表２４に示すように、（総質量１０ｋｇの）ポリマー粒子と、水道水（４５ｋｇ）と、さらなる配合物成分とから成るものであった。アルミニウム缶を、クランプによって固定された金属棒に固定した。各缶を、処理液の入った容器に挿入した。その後、缶を、約２２℃の温度で１分間、２分間、および５分間ポンプ圧送液と接触させて、缶と処理液との接触を確実なものにした。処理後、缶をＭｉｌｌｉ−Ｑ（登録商標）水およびイソプロパノールで洗浄し、ＸＰＳ分析を施した。
【０２３１】
【表２４】
2016528383.tif 000028
【０２３２】
【表２５】
2016528383.tif 000029
【０２３３】
表２５に示すデータは、さまざまな処理を受けた缶表面の酸化アルミニウムおよびアルミニウム金属の量に対するＸＰＳ分析の結果を示す。酸化アルミニウム層の厚さは、非特許文献１に概説された標準的方法に従って計算した。缶４、６の結果に示すように、ＰＥＴビーズ、水、クエン酸塩、および非イオン性界面活性剤を用いた缶の処理は、対照群と比較して、金属基材の表面における酸化アルミニウム面積（％）の著しい減少とアルミニウム金属面積（％）の著しい増加を示した。
【０２３４】
【表２６】
2016528383.tif 000030
【０２３５】
表２６に示すデータは、さまざまな処理を受けた缶表面のアルミニウム金属および炭素の量に対するＸＰＳ分析の結果を示す。炭素の量は、汚染物質（例えば、スマット）の存在の代替基準となり得る。したがって、表２６に示すように、アルミニウム／炭素比が高いほど、より多くのアルミニウムが缶表面に存在すること、および、より多くの炭素または汚染物質残基が除去されたことを示している。ポリマー粒子で処理された缶は、対照群と比較して、アルミニウム／炭素比の著しい増加を示し、洗浄効率の劇的な向上を示している。
【０２３６】
実験９−回転ドラムおよび静止金属基材を含む装置を用いた軟鋼洗浄および酸化物除去。
【０２３７】
成分は、Ｍｕｌａｎ（登録商標）２００Ｓ（０．６ｇ）、つまり、Ｃｈｒｉｓｔｅｙｎｓ社（ブラッドフォード、イギリス）によって供給された非イオン性界面活性剤、および、ＶＷＲ社（ラフバラ、イギリス）によって供給されたクエン酸三ナトリウム二水和物（５００．０ｇ）から成るクエン酸塩成分であった。腐食防止剤は、０．５ｇの量を液体成分に添加した、Ｓｕｒｆａｃｈｅｍ社（リーズ、イギリス）によって供給されたＳｕｒｆａｃ（登録商標）Ｂ６７８（ベンゾトリアゾールの１〜１０％水溶液）であった。処理配合物の総質量が１００ｇ（ポリマー粒子を除く）になるように、これらの成分に水を加えた。ポリマー粒子は、ビーズ状の、Ｓｏｌｖａｙ社（リヨン、フランス）によって供給されたナイロン６，６グレードＴｅｃｈｎｙｌ（登録商標）ＸＡ１４９３であった。本装置に使用したポリマー粒子の質量は、１．７ｋｇであった。厚さ１ｍｍの軟鋼板を金属基材として使用した。これにより処理液を調製した。
【０２３８】
コーティングされていない厚さ１ｍｍの軟鋼板は、Ｍｅｔａｌｓ  ４Ｕ社（ポンテフラクト、イギリス）によって供給され、１％ｗ／ｗの硫酸、０．１％ｗ／ｗの塩、および０．３％ｗ／ｗの過酸化水素の混合物に１０秒間浸漬してあらかじめ腐食させた後、脱イオン水およびイソプロパノールで洗浄した。
【０２３９】
使用した処理装置は、（ｇｅｏｇｒａｐｈｙｓｕｐｅｒｓｔｏｒｅ．ｃｏｍから入手した）ＢＫ−００５７ロータリータンブラーであった。処理装置は、寸法が１９２ｍｍ×１８０ｍｍのドラムを装着しかつ２リットルの容量を有する５ｋｇの機械であった。本実験において上記のように調製した処理液を、処理装置に入れた。
【０２４０】
あらかじめ腐食させた軟鋼金属基材を、ポリマー粒子および液体成分を充填した回転ドラムを含む処理装置で処理した。あらかじめ腐食させた軟鋼金属基材の一部を、プラスチックテープで覆った。プラスチックテープの存在によってビーズおよび液体成分と金属表面の一部との接触が阻止されるため、処理された表面と処理されていない表面の間のコントラストを示すのに役立つ。ドラムは、ポリマー粒子が軟鋼の表面と接触するように１０分間回転させた。
【０２４１】
非腐食軟鋼基材、事前に腐食した軟鋼基材、および本実験で処理された事前腐食軟鋼基材のデジタル写真を撮影した。その結果を図１に示す。ここで、（ａ）は、事前に腐食した軟鋼基材であり、（ｂ）は、本実験で示すように処理された事前腐食軟鋼基材であり、（ｃ）は、非腐食軟鋼基材である。図１から分かるように、事前に腐食した軟鋼基材は、成功裏に洗浄され、事前に腐食した酸化物層は、成功裏に除去されている。酸化物層の残量の定性的視覚的評価を使用して、表２７に示す結果を得た。
【０２４２】
【表２７】
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【０２４３】
本明細書の説明および特許請求の範囲を通じて、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」および「ｃｏｎｔａｉｎ」ならびにこれらのバリエーションは、「含むが限定されない」という意味であり、他の部分、添加剤、成分、整数、または工程を除外することを意図していない（また、除外しない）。本明細書の説明および特許請求の範囲を通じて、単数は、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、複数を包含する。特に、不定冠詞が使用される場合、本明細書は、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、単数だけでなく複数も企図しているものと理解されるべきである。
【０２４４】
本発明の特定の態様、実施形態、または実施例と共に説明した特徴、整数、特性、化合物、化学的部分、または基は、矛盾しない限り、本明細書に記載の任意の他の態様、実施形態、または実施例に適用可能であるものと理解されるべきである。本明細書（添付のいかなる特許請求の範囲、要約書、および図面も含む）に開示されたすべての特徴、ならびに／または、そのように開示された任意の方法もしくはプロセスのすべての工程は、少なくとも一部のそのような特徴および／またはステップが互いに排他的である組合せを除き、任意の組合せで組み合わせ得る。本発明は、前述のいかなる実施形態の詳細にも限定されない。本発明は、本明細書（添付のいかなる特許請求の範囲、要約書、および図面も含む）に開示された特徴の、いかなる新規な１つもしくはいかなる新規な組合せ、または、そのように開示された任意の方法もしくはプロセスの工程の、いかなる新規な１つもしくはいかなる新規な組合せにも及ぶ。
【０２４５】
読者の注意は、本願に関連して本明細書と同時にまたはその前に提出されたすべての文書であって本明細書と共に公衆の閲覧に付されているものにも向けられ、そのような文書のすべての内容は、参照により本明細書に組み込まれている。
【図１】
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【国際調査報告】
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