[发明专利]金属表面处理剂及金属表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及层压膜或树脂涂膜基底用金属表面处理剂、以及使用该金属表面处理剂的金属表面处理方法，所述金属表面处理剂用于形成表面处理被膜，该表面处理被膜能够使由铝或铝合金制成的基体材料表面与层压膜或树脂涂膜之间的密合性得以提高。

更具体而言，本发明涉及用于形成耐药品性优异的表面处理被膜的层压膜或树脂涂膜基底用金属表面处理剂等，所述表面处理被膜在将树脂膜层压在由铝或铝合金制成的基体材料表面或者在由铝或铝合金制成的基体材料表面形成树脂涂膜、然后实施深拉加工、减薄加工(しごき加工)或张拉加工等苛刻的成形加工的情况下，也能够赋予不会使该层压膜或树脂涂膜发生剥离的高密合性，进而在长时间暴露于酸、溶剂等中时也能够保持高密合性。

背景技术

层压加工是将树脂制膜(以下称为树脂膜或层压膜)加热压合于金属材料表面的加工方法，是以保护表面或赋予设计性为目的的金属材料表面包覆方法之一，已被应用于各种领域。与通过在金属材料表面涂布树脂组合物并使其干燥来形成树脂涂膜的方法相比，该层压加工在干燥时产生的溶剂少，且二氧化碳等废气或温室气体的产生量也较少。因此，从环境保护方面考虑优选使用，其用途扩大，已被用于例如以铝薄板材料、钢薄板材料、包装用铝箔或不锈钢箔等为原材料的食品用罐的主体或盖体材料、食品用容器、或干电池容器等。

特别是最近，作为手机、电子记事簿、笔记本电脑或摄像机等中使用的便携设备用锂离子二次电池的外装材料，优选使用质量轻且阻隔性高的铝箔或不锈钢箔等金属箔，对这样的金属箔的表面使用了层压加工。另外，针对作为电动汽车或混合动力汽车的驱动能源的锂离子二次电池进行了研究，而作为该锂离子二次电池的外装材料，也对经过层压加工的金属箔进行了研究。

对于在上述层压加工中使用的层压膜而言，要在直接贴合于金属材料上之后进行加热压合。因此，与涂布树脂组合物并使之干燥而形成的一般的树脂涂膜相比，其具有能够抑制原材料的浪费、针孔(缺陷部)少、以及加工性优异等优点。作为层压膜的材料，通常使用聚对苯二甲酸乙二醇酯及聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类树脂、聚乙烯及聚丙烯等聚烯烃、尼龙等聚酰胺类树脂。

将层压膜层压加工于金属材料表面(以下也简称为“金属表面”)时，为了提高层压膜与金属表面的密合性以及金属表面的耐腐蚀性，在对金属表面进行脱脂洗涤之后，通常要实施磷酸铬酸盐等化学转化处理等。但这样的化学转化处理需要在处理后进行用于除去多余处理液的洗涤工序，而对从该洗涤工序排出的洗涤水进行废水处理需要耗费成本。特别是磷酸铬酸盐等化学转化处理等，由于要使用包含六价铬的处理液，因此，近年来出于对环境的考虑，已倾向于刻意回避这样的处理。

另一方面，不对金属表面实施化学转化处理等处理而进行层压加工时，存在层压膜从金属表面剥离、或金属材料发生腐蚀之类的问题。例如，对于食品用容器或包装材料而言，在将内容物装入经过层压加工后的容器或包装材料中之后，要实施以杀菌为目的的加热处理，但在进行该加热处理时，可能会导致层压膜从金属表面剥离。另外，对于锂离子二次电池的外装材料等而言，在其制造工序中要经受加工度高的加工。锂离子二次电池的电解质使用的是碳酸乙酯或碳酸二乙酯等有机溶剂、和六氟磷酸锂或四氟硼酸锂等氟类锂络盐。因此，这样的外装材料在经过长期使用后，会产生如下问题：不只是作为电解质的有机溶剂，大气中的水分也浸入到容器内，与电解质反应而生成氢氟酸，该氢氟酸在透过层压膜而引发金属表面与层压膜之间的剥离，同时会对金属表面造成腐蚀。另外，还存在下述问题：在层压之前有时要对金属材料进行预加热(200~300℃)，而热的作用会引起被膜劣化、密合性降低。

为了应对上述问题，提出了在层压加工之前在金属表面形成用以提高与层压膜之间的密合性的被膜的方法、及处理剂等。例如，专利文献1中公开了一种含有特定量的水溶性锆化合物、特定结构的水溶性或水分散性丙烯酸树脂、以及水溶性或水分散性热固化型交联剂的基底处理剂。另外，专利文献2中提出了一种含有特定量的水溶性锆化合物和/或水溶性钛化合物、有机膦酸化合物、以及丹宁的无铬金属表面处理剂。此外，专利文献3中公开了一种pH在1.5~6.0范围的金属表面处理药剂，其含有氨基化酚聚合物、和Ti及Zr等特定金属的化合物。此外，专利文献4中公开一种含有氨基化酚聚合物、丙烯酸类聚合物、金属化合物、以及根据需要而使用的磷化合物(C)的树脂膜。