CN103108989A - 表面处理钢板、其制造方法和使用其的树脂被覆钢板 - Google Patents

表面处理钢板、其制造方法和使用其的树脂被覆钢板 Download PDF

Info

Publication number
CN103108989A
CN103108989A CN2011800443199A CN201180044319A CN103108989A CN 103108989 A CN103108989 A CN 103108989A CN 2011800443199 A CN2011800443199 A CN 2011800443199A CN 201180044319 A CN201180044319 A CN 201180044319A CN 103108989 A CN103108989 A CN 103108989A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel plate
epithelium
layer
current density
alloy layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011800443199A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103108989B (zh
Inventor
宫本友佳
铃木威
中村纪彦
飞山洋一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp filed Critical NKK Corp
Publication of CN103108989A publication Critical patent/CN103108989A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103108989B publication Critical patent/CN103108989B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D9/00—Electrolytic coating other than with metals
    • C25D9/04—Electrolytic coating other than with metals with inorganic materials
    • C25D9/08—Electrolytic coating other than with metals with inorganic materials by cathodic processes
    • C25D9/10—Electrolytic coating other than with metals with inorganic materials by cathodic processes on iron or steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/011—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of iron alloys or steels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
    • B32B15/015—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium the said other metal being copper or nickel or an alloy thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0278—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips involving a particular surface treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/021—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
    • C23C28/023—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/18—Electroplating using modulated, pulsed or reversing current
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/60—Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
    • C25D5/605—Surface topography of the layers, e.g. rough, dendritic or nodular layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12951—Fe-base component
    • Y10T428/12972—Containing 0.01-1.7% carbon [i.e., steel]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

提供一种表面处理钢板、其制造方法和使用该表面处理钢板的树脂被覆钢板，所述表面处理钢板不使用Cr而具有优异的湿润树脂密合性和耐腐蚀性，没有发生条纹状的表面缺陷。一种表面处理钢板，其特征在于，在钢板的至少单面上具有耐腐蚀性皮膜，在上述耐腐蚀性皮膜上具有密合性皮膜，所述耐腐蚀性皮膜由选自Ni层、Sn层、Fe-Ni合金层、Fe-Sn合金层和Fe-Ni-Sn合金层之中的至少一层构成，所述密合性皮膜含有Zr、还含有以相对于Zr的质量比计共计为0.01～10的选自源于磷酸类的P和源于酚树脂的C之中的1种以上元素。

Description

表面处理钢板、其制造方法和使用其的树脂被覆钢板
技术领域
本发明涉及表面处理钢板、其制造方法以及在该表面处理钢板上被覆有树脂的树脂被覆钢板，所述表面处理钢板为在表面层积树脂膜等或涂装含有树脂的涂料而被覆有树脂后，主要用于罐等容器的表面处理钢板，特别是在高温湿润环境下与被覆的树脂的密合性(以下称为湿润树脂密合性)优异、且被覆的树脂即使脱落也表现出优异的耐腐蚀性的表面处理钢板。
背景技术
饮料罐、食品罐、提罐或18升罐等各种金属罐一直使用镀锡钢板或被称为无锡钢板的电解铬酸处理钢板等金属板。其中，无锡钢板通过在含有6价Cr的镀覆浴中对钢板进行电解处理来制造，其优点在于相对于涂料等树脂具有优异的湿润树脂密合性。
近年来，由于环保意识的提高，在世界上朝着限制6价Cr的使用的方向发展，对使用6价Cr的镀覆浴制造的无锡钢板也在寻求其替代材料。
另一方面，以往，在无锡钢板等金属板上实施涂装后，加工成罐体而制造各种金属罐，近年来，为了抑制制造带来的废弃物，多采用如下方法：代替涂装，将被覆了塑料膜等树脂的树脂被覆金属板加工成罐体。该树脂被覆金属板需要树脂与金属板牢固地密合，特别是对于用作饮料罐或食品罐的树脂被覆金属板，有时在内容物的填充后经过蒸馏杀菌工序，因此，要求即使在高温的湿润环境下树脂也不剥离的优异湿润树脂密合性、以及即使在因刮擦等而树脂部分脱落的情况下也不会被罐的内容物等侵蚀而产生开孔的优异耐腐蚀性。
应对上述要求，本发明人最近在专利文献1中提出，在钢板的至少单面上形成由选自Ni层、Sn层、Fe-Ni合金层、Fe-Sn合金层和Fe-Ni-Sn合金层之中的至少一层构成的耐腐蚀性皮膜后，在含有含Ti的离子、还含有含选自Co、Fe、Ni、V、Cu、Mn和Zn之中的至少一种金属元素的离子的水溶液中进行阴极电解处理，来形成密合性皮膜，由此，可不使用Cr就能制造具有极优异湿润树脂密合性和优异耐腐蚀性的表面处理钢板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-155665号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，利用专利文献1所记载的方法制造的表面处理钢板有时发生条纹状的表面缺陷。
本发明的目的是提供一种表面处理钢板、其制造方法和使用该表面处理钢板的树脂被覆钢板，所述表面处理钢板不使用Cr而具有优异的湿润树脂密合性和耐腐蚀性，没有发生条纹状的表面缺陷。
解决课题的手段
本发明人为了实现上述目的而进行了深入研究，结果发现，在专利文献1中的密合性皮膜形成时，在代替Ti而含有Zr、还含有选自磷酸类、酚树脂之中的1种以上的水溶液中实施阴极电解处理是有效的。
本发明基于这样的技术思想而完成的，提供一种表面处理钢板，其特征在于，在钢板的至少单面上具有由选自Ni层、Sn层、Fe-Ni合金层、Fe-Sn合金层和Fe-Ni-Sn合金层之中的至少一层构成的耐腐蚀性皮膜，在上述耐腐蚀性皮膜上具有密合性皮膜，该密合性皮膜含有Zr、还含有以相对于Zr的质量比计共计为0.01～10的选自源于磷酸类的P和源于酚树脂的C之中的1种以上。另外，优选密合性皮膜的Zr附着量每单面为3～200mg/m2。
本发明的表面处理钢板能够如下制造：在钢板的至少单面上形成由选自Ni层、Sn层、Fe-Ni合金层、Fe-Sn合金层和Fe-Ni-Sn合金层之中的至少一层构成的耐腐蚀性皮膜后，在下述水溶液中进行阴极电解处理来形成密合性皮膜，所述水溶液含有Zr0.008～0.07摩尔/l(l:升)、还含有以相对于Zr的摩尔比计共计为0.01～10的选自磷酸类、酚树脂之中的1种以上，从而制造出本发明的表面处理钢板。
本发明的表面处理钢板还能够如下制造：在钢板的至少单面上形成由选自Ni层、Sn层、Fe-Ni合金层、Fe-Sn合金层和Fe-Ni-Sn合金层之中的至少一层构成的耐腐蚀性皮膜后，在下述水溶液中，在下述电解条件下进行阴极电解处理来形成密合性皮膜，从而制造出本发明的表面处理钢板。所述水溶液含有Zr0.008～0.07摩尔/l、还含有以相对于Zr的摩尔比计共计为0.01～10的选自磷酸类、酚树脂之中的1种以上；所述电解条件为，所使用的电流的电流密度在Zr析出的电流密度与Zr不析出的电流密度之间以0.01～0.4秒的周期变化、且每周期中处于Zr不析出的电流密度的时间为0.005～0.2秒，循环次数为10以上。此处，Zr不析出的电流密度的上限值取决于阴极电解处理中使用的水溶液的组成和pH。该制造方法中，可以使用电流密度在Zr析出的电流密度与Zr不析出的电流密度这两值变化的电流。此时，优选设定Zr不析出的电流密度为0A/dm2。
本发明还提供一种在本发明的表面处理钢板上被覆有树脂的树脂被覆钢板。
发明效果
根据本发明，能够不使用Cr来制造具有优异的湿润树脂密合性和耐腐蚀性、且条纹状表面缺陷未发生的表面处理钢板。本发明的表面处理钢板作为以往的无锡钢板的替代材料是没有问题的，不进行树脂被覆就可以用于以油、有机溶剂、涂料等为内容物的容器。另外，即使被覆树脂而制成树脂被覆钢板，加工成罐或罐盖而暴露于蒸馏气氛(retort atmosphere)中，也不发生树脂的剥离。另外，即使在擦伤等树脂脱落部位，作为基底材料的Fe的溶出也非常少，被覆性也优异，因此，点状腐蚀也非常少，耐腐蚀性也极其优异。
附图说明
图1是说明180°剥离试验的图。
具体实施方式
1)表面处理钢板
在本发明的表面处理钢板中，在钢板的至少单面上形成由选自Ni层、Sn层、Fe-Ni合金层、Fe-Sn合金层和Fe-Ni-Sn合金层之中的至少一层构成的耐腐蚀性皮膜后，在该耐腐蚀性皮膜上形成有密合性皮膜，该密合性皮膜含有Zr，还含有选自源于磷酸类的P和源于酚树脂的C之中的1种以上。
作为原材料的钢板可以使用一般的罐用低碳冷延钢板。
1.1)耐腐蚀性皮膜
为了在钢板表面形成的耐腐蚀性皮膜与基底钢板牢固地结合，即使在形成树脂被覆钢板后因擦伤等而部分树脂脱离的情况下，也能使钢板具有优异的耐腐蚀性，需要形成由Ni层、Sn层、Fe-Ni合金层、Fe-Sn合金层和Fe-Ni-Sn合金层的单层或者它们的多层构成的皮膜。Ni层的情况下，优选钢板的每单面的Ni附着量为200mg/m2以上。Fe-Ni合金层的情况下，优选钢板的每单面的Ni附着量为60mg/m2以上。Sn层或Fe-Sn合金层的情况下，优选钢板的每单面的Sn附着量为100mg/m2以上。Fe-Ni-Sn合金层的情况下，优选钢板的每单面的Ni附着量为50mg/m2以上、Sn附着量为100mg/m2以上。此处，Ni、Sn附着量的测定可利用基于荧光X射线的表面分析来进行。
这样的耐腐蚀性皮膜的形成可利用对应所含有的金属元素的公知方法来进行。
1.2)密合性皮膜
在耐腐蚀性皮膜上形成密合性皮膜，由此，可得到优异的湿润树脂密合性，可确实地防止条纹状的表面缺陷的发生，其中密合性皮膜含有Zr、还含有以相对于Zr的质量比计共计为0.01～10、优选为0.05～3的选自源于磷酸类的P和源于酚树脂的C之中的1种以上。其原因尚不清楚，但是，据认为这是由于，由于这样的元素进入到含Zr的皮膜中，可形成致密、表面凹凸均一分布的皮膜。另外，据认为是由于，密合性皮膜的内部存在的羟基、酚树脂的羟基或磷酸类的羟基与耐腐蚀性皮膜表面存在的羟基发生脱水缩合而交联，由此耐腐蚀性皮膜与密合性皮膜经由氧原子以共价键结合。
优选密合性皮膜的钢板每单面的Zr附着量为3～200mg/m2。这是因为，Zr附着量为3mg/m2以上200mg/m2以下时，可充分得到湿润树脂密合性的改善效果和防止条纹状的表面缺陷发生的效果，若超过200mg/m2，则其效果达到饱和且成本提高。更优选为8～100mg/m2。需要说明的是，Zr附着量能够通过浴中的Zr浓度、电量、pH进行控制。
优选密合性皮膜的钢板每单面的P附着量为0.1～50mg/m2。优选钢板每单面的C附着量为0.1～50mg/m2。附着量为0.1mg/m2以上、50mg/m2以下时，能形成湿润树脂密合性和耐腐蚀性优异、且没有条纹状的表面缺陷的皮膜。
优选密合性皮膜还含有O。这是因为，通过含有O，形成以Zr的氧化物为主体的皮膜，在湿润树脂密合性的改善、防止条纹状的表面缺陷的发生方面更有效。
需要说明的是，密合性皮膜的Zr、P的附着量的测定可以通过基于荧光X射线的表面分析来进行。密合性皮膜的C量可以通过从利用气相色谱对全碳量进行测定得到的值中减去背景——钢板中所含有的C量而求出。关于O量，没有特别规定，可以利用基于XPS(X射线光电子分光分析装置)的表面分析来确认其的存在。
密合性皮膜可以通过在水溶液中进行阴极电解处理来形成，所述水溶液含有Zr0.008～0.07摩尔/l、优选为0.02～0.05摩尔/l、还含有以相对于Zr的摩尔比计共计为0.01～10、优选0.05～5的选自磷酸类、酚树脂之中的1种以上。Zr的浓度小于0.008摩尔/l时，不能形成湿润树脂密合性优异、且条纹状的表面缺陷不存在的皮膜。另一方面，超过0.07摩尔/l时，难以在水溶液中以稳定的状态存在，出现生成Zr氧化物这样的问题。选自磷酸类、酚树脂之中的1种以上的合计相对于Zr的摩尔比小于0.01时，不能形成湿润树脂密合性优异、且条纹状的表面缺陷不存在的皮膜。另一方面，超过10时，Zr皮膜与磷酸类、酚树脂的水合物未充分交联，密合性差，而且效果达到饱和，成本变高。
作为含有Zr的水溶液，含有氟锆酸根离子的水溶液、或者含有氟锆酸根离子和氟盐的水溶液是适合的。作为能够提供氟锆酸根离子的化合物，可使用氟锆酸、六氟锆酸铵、六氟锆酸钾等。作为氟盐，可使用氟化钠、氟化钾、氟化银、氟化锡等。特别是，含有六氟锆酸钾的水溶液、或者含有六氟锆酸钾和氟化钠的水溶液能够高效地形成均质的皮膜，因而是适合的。
另外，作为能够提供磷酸类的化合物，可以是正磷酸、或者同时添加的金属离子的磷酸化合物，也可以使用磷酸镍、磷酸铁、磷酸钴、磷酸锆等。
作为酚树脂，优选重均分子量为3000～20000左右、更优选为5000左右。另外，也可以通过对酚树脂进行氨基醇改性使酚树脂具有水溶性。作为酚树脂，可以添加丹宁酸。通过添加丹宁酸，会在上述的处理中与Fe-Ni合金层、Fe-Sn层或Fe-Ni-Sn合金层中的铁(Fe)反应，在耐腐蚀性皮膜的表面上形成丹宁酸铁的皮膜。该丹宁酸铁的皮膜对湿润密合性的提高有效。
另外，阴极电解处理中，若使用电流密度在Zr析出的电流密度与Zr不析出的电流密度之间周期性变化的电流来断续进行皮膜的生长，则与以恒定电流连续电解的情况相比，可得到优异的湿润树脂密合性。为此，需要确保一定程度的Zr附着量。为了确保商业可行的生产率(生产线速度)所需的Zr附着量，优选在下述电解条件下进行阴极电解处理：使用周期为0.01～0.4秒、且每周期中处于Zr不析出的电流密度的时间为0.005～0.2秒的电流，循环次数为10以上。据认为，通过在这样的条件下进行电解处理，在Zr不析出的电流密度下，不是不发生Zr的析出，而是促进了析出的Zr的再溶解，因此可形成更加致密、表面凹凸更均一分布的皮膜，可得到优异的湿润树脂密合性。
Zr不析出的电流密度的上限、即Zr不析出的情况与Zr析出的情况的界限的电流密度依赖于含有Zr和选自磷酸类、酚树脂之中的1种以上的水溶液的组成和pH，因此，需要根据使用的水溶液来预先求出该上限。
在Zr析出的电流密度与Zr不析出的电流密度之间周期性变化的电流，可使用如正弦曲线那样周期性变化的交流电流、以Zr析出的电流密度与Zr不析出的电流密度这两值交替变化的脉冲电流。此外，也可使用在直流电流中叠加交流电流或脉冲电流而成的电流。需要说明的是，使用以Zr析出的电流密度与Zr不析出的电流密度这两值交替变化的脉冲电流时，更优选设定Zr不析出的电流密度为0A/dm2，因为，这样不需要根据所使用的水溶液来预先求出Zr不析出的电流密度的上限。
2)树脂被覆钢板(层积钢板)
本发明的表面处理钢板上可以被覆树脂而制成树脂被覆钢板。如上所述，本发明的表面处理钢板的湿润树脂密合性优异，因此，该树脂被覆钢板具有优异的耐腐蚀性和加工性。
作为被覆在本发明的表面处理钢板上的树脂，没有特别限定，可以举出各种热塑性树脂、热固性树脂。例如，可以使用聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、离聚物等烯烃系树脂膜或聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯膜、或者尼龙6、尼龙6,6、尼龙11、尼龙12等聚酰胺膜、聚氯乙烯膜、聚偏二氯乙烯膜等热塑性树脂膜的未拉伸或双向拉伸膜。层积时使用接合剂的情况下，优选氨基甲酸酯系接合剂、环氧系接合剂、酸改性烯烃树脂系接合剂、共聚酰胺系接合剂、共聚酯系接合剂(厚度：0.1～5.0μm)等。还可以以0.05～2μm的厚度范围将热固性涂料涂布在表面处理钢板侧或膜侧，将其作为接合剂。
另外，苯酚环氧、氨基-环氧等改性环氧涂料；氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化物、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物；环氧改性-、环氧氨基改性-、环氧苯酚改性-乙烯基涂料或改性乙烯基涂料；丙烯酸涂料；苯乙烯-丁二烯系共聚物等合成橡胶系涂料等热塑性或热固性涂料可以单独使用或2种以上组合使用。
树脂被覆层的厚度优选处于3～50μm、特别是5～40μm的范围。这是因为，厚度低于上述范围时，耐腐蚀性不充分，厚度高于上述范围时，在加工性的方面容易出现问题。
可以利用任意手段在表面处理钢板上形成树脂被覆层。例如，可以利用挤出涂覆法、浇注膜热粘接法、双向拉伸膜热粘接法等来进行。挤出涂覆法时，可通过将树脂以熔融状态挤出涂覆在表面处理钢板上，使其热粘接来进行制造。即，将树脂在挤出机中进行熔融混炼后，从T模头中以薄膜状挤出，将挤出的熔融树脂膜与表面处理钢板一同通过一对层积辊间，在冷却下进行挤压一体化，接下来进行骤冷。在挤出涂覆多层的树脂被覆层的情况下，使用多台各层用的挤出机，使来自各挤出机的树脂流在多重多层模(multiple multilayer die)内合流，之后与单层树脂的情况同样地进行挤出涂覆即可。另外，使表面处理钢板垂直通过一对层积辊间，并向其两侧供给熔融树脂基料(溶融樹脂ウエッブ)，由此可以在表面处理钢板两面形成树脂被覆层。
这样的树脂被覆钢板可适用于具有侧面接缝的三片罐或无缝罐(二片罐)。另外，也可适用于留置式拉环的易开罐盖及全开型易开罐盖。
以上所述只不过是本发明的实施方式的一例，在权利要求范围内可以加以各种变形。
实施例1
使用表1所示的镀覆浴a、b，利用下述的A～D的方法在用于无锡钢板(TFS)制造的冷轧后的低碳钢冷延钢板(板厚0.2mm)的两面形成耐腐蚀性皮膜。
A：将冷延钢板在10vol%H2+90vol%N2气氛中于700℃左右退火进行伸长率1.5%的调质轧制后，进行碱性电解脱脂，实施硫酸酸洗后，使用镀覆浴a实施镀Ni处理，形成由Ni层构成的耐腐蚀性皮膜。
B：将冷延钢板进行碱性电解脱脂，使用镀覆浴a实施镀Ni处理后，在10vol%H2+90vol%N2气氛中于700℃左右退火，使镀Ni扩散渗透，然后进行伸长率1.5%的调质轧制，得到由Fe-Ni合金层构成的耐腐蚀性皮膜。
C：将冷延钢板进行碱性电解脱脂，使用镀覆浴a实施镀Ni后，在10vol%H2+90vol%N2气氛中于700℃左右退火，使镀Ni扩散渗透，进行伸长率1.5%的调质轧制后，进行脱脂、酸洗，使用镀覆浴b实施镀Sn处理，实施加热保持在Sn的熔点以上的加热熔融处理。通过该处理，形成由Fe-Ni-Sn合金层和其上层的Sn层构成的耐腐蚀性皮膜。
D：将冷延钢板进行碱性电解脱脂，与条件A同样地进行退火、进行调质轧制后，使用镀覆浴b实施镀Sn后，实施加热保持在Sn的熔点以上的加热熔融处理。通过该处理，形成由Fe-Sn合金层和其上层的Sn层构成的耐腐蚀性皮膜。
在C、D的处理中，通过加热熔融处理，镀Sn的一部分发生合金化。
接下来，在形成于钢板两面的耐腐蚀性皮膜上，在表2、3所示的阴极电解处理的条件下进行阴极电解并进行干燥而形成密合性皮膜，制作表2、3所示的表面处理钢板No.1～22。需要说明的是，表面处理钢板No.1～5、7～13、15～20是本发明例、表面处理钢板No.6、14是比较例。需要说明的是，处理浴中的酚树脂使用重均分子量5000的酚树脂。
并且，密合性皮膜的Zr附着量通过荧光X射线分析法，与预先对各含量进行化学分析所求出的检量板比较而求出。关于P的含量，从与Zr同样的荧光X射线分析法以及化学分析、俄歇电子分光分析和二次离子质量分析中适宜选择测定方法来求出，评价密合性皮膜中含有的P相对于Zr的质量比。另外，密合性皮膜的C量通过从利用气相色谱法对全碳量进行测定得到的值中减去作为背景的钢板中所含有的C量而求出。另外，对于No.1～22，全部可以利用基于XPS的表面分析确认O的存在。
另外，使用拉伸倍数3.1×3.1、厚度25μm、共聚比12mol%、熔点224℃的间苯二甲酸共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，在膜的双轴取向度(BO值)为150那样的层积条件、即钢板的输送速度为40m/min、橡胶辊的夹持距离(nip length)为17mm、压接后至水冷的时间为1秒的条件下，在这些表面处理钢板No.1～22的两面进行层积，制作层积钢板No.1～22。此处，夹持距离是橡胶辊与钢板之间的接触部分在传送方向上的长度。并且，通过下述的方法，对制作的层积钢板No.1～22进行湿润树脂密合性、耐腐蚀性、点状腐蚀的显现状态和条纹状的表面缺陷的评价。
湿润树脂密合性：利用在温度130℃、相对湿度100%的蒸馏气氛中的180°剥离试验，进行湿润树脂密合性的评价。180°剥离试验为如下进行的膜剥离试验：使用图1(a)所示的以残留膜2的方式将钢板1的一部分3切除而成的试验片(尺寸：30mm×100mm、将表里两面分别设定n=1，对各层积钢板而言，n=2)，如图1(b)所示，在试验片的一端附加重物4(100g)，在膜2侧折叠180°并放置30min，如此进行所述膜剥离试验。并且，测定图1(c)所示的剥离长5进行评价，对各层积钢板求出表里两面的剥离长度(n=2)的平均值。剥离长度5越小，可以说湿润树脂密合性越良好，若剥离长度5小于25mm，则评价为得到了作为本发明的目的的优异的湿润树脂密合性。
耐腐蚀性：在层积钢板的层积面上用切割刀实施到达钢板基底的交叉切割，浸渍到将1.5质量%NaCl水溶液和1.5质量%柠檬酸水溶液等量混合成的试验液80ml中，于55℃放置9天，如下评价切割部的耐腐蚀性(表里两面分别为n=1，对各层积钢板而言，n=2)，以及试样整个面所确认到的点状腐蚀的显现状态，若为○则表示耐腐蚀性良好。
◎：n=2的两面在切割部都没有腐蚀、没有点状腐蚀
○：n=2的两面在切割部都没有腐蚀、点状腐蚀在一部分表面被确认
×：n=2的1面以上在切割部有腐蚀、整个面有点状腐蚀
条纹状的表面缺陷：对条纹状模样的出现程度进行目视观察，如下进行评价。
○：几乎没有确认到条纹状模样。
×：确认到条纹状模样。
以上得到的结果列于表4。在作为本发明例的表面处理钢板No.1～5、7～13、15～20中，均表现出优异的湿润树脂密合性和耐腐蚀性，也没有确认到条纹状的表面缺陷。其中，使用更优选的脉冲电流，并将Zr不析出的电流密度的维持时间、循环次数设定在优选的范围，制作出表面处理钢板No.1～5、8～13、16～18、20。表面处理钢板No.1～5、8～13、16～18、20的剥离长度小于20mm，得到了更加优异的湿润树脂密合性。相对于此，表面处理钢板No.6、14虽然没有确认到条纹状的表面缺陷，但是发现了点状腐蚀，因此耐腐蚀性稍差，湿润树脂密合性差。No.21、22发生了条纹状表面缺陷。
[表1]
镀覆浴 浴组成
a(Ni镀浴) 硫酸镍：250g/l、氯化镍：45g/l、硼酸：30g/l
b(Sn镀浴) 硫酸亚锡：55g/l、苯酚磺酸(65质量％)：35g/l、光泽剂：适量
[表2]
Figure BDA00002919195700111
Figure BDA00002919195700121
Figure BDA00002919195700131
Figure BDA00002919195700141
电流密度1：Zr析出的电流密度，电流密度2：Zr不析出的电流密度
[表3]
Figure BDA00002919195700151
[表4]
Figure BDA00002919195700161
符号说明
1   钢板
2   膜
3   钢板的切除部位
4   重物
5   剥离长度

Claims (7)

1.一种表面处理钢板，其特征在于，在钢板的至少单面上具有耐腐蚀性皮膜，在上述耐腐蚀性皮膜上具有密合性皮膜，所述耐腐蚀性皮膜由选自Ni层、Sn层、Fe-Ni合金层、Fe-Sn合金层和Fe-Ni-Sn合金层之中的至少一层构成，所述密合性皮膜含有Zr、还含有以相对于Zr的质量比计共计为0.01～10的选自源于磷酸类的P和源于酚树脂的C之中的1种以上元素。
2.如权利要求1所述的表面处理钢板，其特征在于，上述密合性皮膜的Zr附着量为钢板的每单面3mg/m2～200mg/m2。
3.一种表面处理钢板的制造方法，其特征在于，在钢板的至少单面上形成耐腐蚀性皮膜后，在下述水溶液中进行阴极电解处理来形成密合性皮膜，所述耐腐蚀性皮膜由选自Ni层、Sn层、Fe-Ni合金层、Fe-Sn合金层和Fe-Ni-Sn合金层之中的至少一层构成，所述水溶液含有0.008摩尔/升～0.07摩尔/升Zr、还含有以相对于Zr的摩尔比计共计为0.01～10的选自磷酸类、酚树脂之中的1种以上物质。
4.一种表面处理钢板的制造方法，其特征在于，在钢板的至少单面上形成耐腐蚀性皮膜后，在下述水溶液中，在下述电解条件下进行阴极电解处理来形成密合性皮膜，
所述耐腐蚀性皮膜由选自Ni层、Sn层、Fe-Ni合金层、Fe-Sn合金层和Fe-Ni-Sn合金层之中的至少一层构成；
所述水溶液含有0.008摩尔/升～0.07摩尔/升Zr、还含有以相对于Zr的摩尔比计共计为0.01～10的选自磷酸类、酚树脂之中的1种以上物质；
所述电解条件为，所使用的电流的电流密度在Zr析出的电流密度与Zr不析出的电流密度之间以0.01秒～0.4秒的周期进行变化、且每周期中处于Zr不析出的电流密度的时间为0.005秒～0.2秒，循环次数为10以上；此处，Zr不析出的电流密度的上限是依赖于阴极电解处理中使用的水溶液的组成和pH的值。
5.如权利要求4所述的表面处理钢板的制造方法，其特征在于，使用电流密度以Zr析出的电流密度和Zr不析出的电流密度这两值变化的电流。
6.如权利要求5所述的表面处理钢板的制造方法，其特征在于，Zr不析出的电流密度为0A/dm2。
7.一种树脂被覆钢板，其特征在于，在权利要求1或2所述的表面处理钢板上被覆有树脂。
CN201180044319.9A 2010-09-15 2011-09-14 表面处理钢板、其制造方法和使用其的树脂被覆钢板 Active CN103108989B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010206514A JP5742147B2 (ja) 2010-09-15 2010-09-15 表面処理鋼板、その製造方法およびそれを用いた樹脂被覆鋼板
JP2010-206514 2010-09-15
PCT/JP2011/005165 WO2012035765A1 (ja) 2010-09-15 2011-09-14 表面処理鋼板、その製造方法およびそれを用いた樹脂被覆鋼板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103108989A true CN103108989A (zh) 2013-05-15
CN103108989B CN103108989B (zh) 2016-01-20

Family

ID=45831251

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180044319.9A Active CN103108989B (zh) 2010-09-15 2011-09-14 表面处理钢板、其制造方法和使用其的树脂被覆钢板

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9169577B2 (zh)
JP (1) JP5742147B2 (zh)
CN (1) CN103108989B (zh)
CO (1) CO6690775A2 (zh)
MY (1) MY164724A (zh)
TW (1) TWI454374B (zh)
WO (1) WO2012035765A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI507537B (zh) * 2014-01-24 2015-11-11 Jfe Steel Corp 容器用鋼板及其製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04107285A (ja) * 1990-08-28 1992-04-08 Nkk Corp 金属材の着色方法
US20050175798A1 (en) * 2002-11-25 2005-08-11 Wataru Kurokawa Surface-treated metallic material, method of surface treating therefor and resin coated metallic material, metal can and can lid
JP2009120919A (ja) * 2007-11-16 2009-06-04 Nippon Steel Corp 容器用鋼板とその製造方法
JP2009256726A (ja) * 2008-04-16 2009-11-05 Nippon Steel Corp 缶用めっき鋼板及びその製造方法
JP2010013728A (ja) * 2008-06-05 2010-01-21 Nippon Steel Corp 有機皮膜性能に優れた容器用鋼板およびその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5467719B2 (ja) 2007-12-25 2014-04-09 Ｊｆｅスチール株式会社 表面処理鋼板の製造方法
JPWO2009081807A1 (ja) * 2007-12-21 2011-05-06 関西ペイント株式会社 表面処理された金属基材の製造方法及び該製造方法により得られた表面処理された金属基材、並びに金属基材処理方法及び該方法によって処理された金属基材
US9157165B2 (en) * 2010-04-22 2015-10-13 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Method of production of chemically treated steel sheet

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04107285A (ja) * 1990-08-28 1992-04-08 Nkk Corp 金属材の着色方法
US20050175798A1 (en) * 2002-11-25 2005-08-11 Wataru Kurokawa Surface-treated metallic material, method of surface treating therefor and resin coated metallic material, metal can and can lid
JP2009120919A (ja) * 2007-11-16 2009-06-04 Nippon Steel Corp 容器用鋼板とその製造方法
JP2009256726A (ja) * 2008-04-16 2009-11-05 Nippon Steel Corp 缶用めっき鋼板及びその製造方法
JP2010013728A (ja) * 2008-06-05 2010-01-21 Nippon Steel Corp 有機皮膜性能に優れた容器用鋼板およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI507537B (zh) * 2014-01-24 2015-11-11 Jfe Steel Corp 容器用鋼板及其製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20130224517A1 (en) 2013-08-29
TWI454374B (zh) 2014-10-01
WO2012035765A1 (ja) 2012-03-22
JP5742147B2 (ja) 2015-07-01
US9169577B2 (en) 2015-10-27
MY164724A (en) 2018-01-30
TW201244921A (en) 2012-11-16
CO6690775A2 (es) 2013-06-17
JP2012062508A (ja) 2012-03-29
CN103108989B (zh) 2016-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10392709B2 (en) Coated steel sheet, method for producing the same, and resin-coated steel sheet obtained using the same
JP5978576B2 (ja) 容器用鋼板およびその製造方法
JP5467719B2 (ja) 表面処理鋼板の製造方法
CN101842518B (zh) 表面处理钢板及其制造方法、以及树脂被覆钢板
CN103108991A (zh) 容器用钢板的制造方法
TWI490370B (zh) 容器用鋼板及其製造方法
JP5648522B2 (ja) 表面処理鋼板の製造方法
JP4626532B2 (ja) 表面処理鋼板およびその製造方法、ならびに樹脂被覆鋼板、缶および缶蓋
CN103108999A (zh) 钢板的连续电解处理装置和使用其的表面处理钢板的制造方法
JP5849682B2 (ja) 表面処理鋼板の製造方法
JP6168101B2 (ja) 表面処理鋼板、その製造方法およびそれを用いた樹脂被覆鋼板
CN103108989B (zh) 表面处理钢板、其制造方法和使用其的树脂被覆钢板
JP2009052102A (ja) 表面処理鋼板、樹脂被覆鋼板、缶および缶蓋
JP5772845B2 (ja) 表面処理鋼板の製造方法
JP2010255065A (ja) 表面処理鋼板およびその製造方法
JP5151964B2 (ja) 表面処理鋼板、その製造方法および樹脂被覆鋼板
JP5257192B2 (ja) 表面処理鋼板および樹脂被覆鋼板の製造方法
JP2012036424A (ja) 表面処理鋼板の製造方法および樹脂被覆鋼板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant