ES2605375T3 - Lámina de acero enchapado para latas y procedimiento para la producción de la misma - Google Patents

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Abstract

Una lámina de acero enchapado para latas, que es una lámina de acero enchapado que tiene una capa de aleación de estaño y una capa de estaño metálico por orden desde el borde de la lámina de acero, en donde una capa de transformación química que comprende óxido de estaño en una cantidad de 0,3 a 5,0 mC/cm2 en lo que respecta a electricidad necesaria para la reducción, determinada a partir de una curva potencial-tiempo obtenida al realizar la electrolisis catódica a una corriente constante de 0,05 mA/cm2 en una solución acuosa de ácido hidrobrómico de 0,001 mol/l desaireado por burbujeo de nitrógeno, y se proporciona fosfato de estaño en una cantidad de 0,5 a 5,0 mg/m2 en lo que respecta a P sobre la capa de estaño metálico, y se proporciona óxido de circonio(IV) en una cantidad de 0,2 a 5 mg/m2 en lo que respecta a Zr en la capa de transformación química.

Description

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La cantidad de óxido de estaño se determinó, en lo que respecta a electricidad necesaria para la reducción, a partir de una curva de potencial-tiempo obtenida al realizar la electrolisis catódica a una corriente constante de 0,05 mA/cm2 en una solución acuosa de ácido hidrobrómico de 0,001 mol/l desaireado por burbujeo de nitrógeno.
Los materiales tratados anteriormente se sometieron a las pruebas de evaluación de los siguientes puntos (A) a (D).
(A)
Adherencia primaria de la laca
El material para la evaluación se revistió con 60 mg/dm2 de una laca de base epoxi-fenólica y se horneó a 210 ºC durante 10 minutos. Además, se realizó horneado adicional a 190 ºC durante 15 minutos y a 230 ºC durante 90 segundos. De esta lámina pintada se recortó una muestra de un tamaño de 5 mm x 100 mm. Dos chapas de muestra en el mismo nivel se unieron disponiendo las superficies pintadas una frente a la otra, y entre ellas se interpuso un adhesivo de nilón a modo de película de 100 m de espesor. Este estratificado se precalentó mediante una prensa caliente a 200 ºC durante 60 segundos, dejando márgenes de agarre y después se unió con presión a 200 ºC durante 50 segundos bajo una presión de 2,9 x 105 Pa para obtener un espécimen de tracción. Cada una de las partes de agarre era doblada en un ángulo de 90º para crear una forma con forma de T y era estirada mientras estaba atrapada por la pinza de una máquina de ensayos de tracción para medir la resistencia al desprendimiento, que se utilizó para la evaluación de la adherencia primaria de la laca. La adherencia primaria de la laca se calificó AA cuando la resistencia medida por anchura de 5 mm del espécimen era de 68 N o más, se calificó BB cuando era de 49 N a menos de 68 N, se calificó CC cuando era de 29 N a menos de 49 N, y se calificó DD cuando era menos de 29 N.
(B)
Adherencia secundaria de la laca
El material para la evaluación se sometió a pintado, horneado y unión por presión con la intervención de un adhesivo de nilón de la misma manera que en el (A) anterior para producir un espécimen. Este espécimen se sumergió en una solución de ensayo a 55 ºC que comprende 1,5 % de ácido cítrico y 1,5% de cloruro de sodio en atmósfera al aire libre durante 96 horas, y cada una de las partes de agarre era doblada en un ángulo de 90° para crear una forma con forma de T y era estirada mientras estaba atrapada por la pinza de una máquina de ensayos de tracción para medir la resistencia al desprendimiento, que se utilizaba para la evaluación de la adherencia secundaria de la laca. La adherencia secundaria de la laca se calificó AA cuando la resistencia medida por anchura de 5 mm del espécimen era de 42 N o más, se calificó BB cuando era de 34 N a menos de 42 N, se calificó CC cuando era de 25 a menos de 34 N, y se calificó DD cuando era menos de 25 N.
(C)
Resistencia a la corrosión
Con el fin de evaluar la resistencia a la corrosión en la superficie del material para evaluación, la superficie correspondiente a la superficie interna de una lata, se realizó un ensayo de UCC (corrosión bajo el corte). El material para evaluación se revistió con 50 mg/dm2 de una laca de base epoxi fenólica y se horneó a 205 ºC durante 10 minutos. Además, se realizó un horneado adicional a 180 ºC durante 10 minutos. De esta lámina pintada se recortó una muestra de un tamaño de 50 mm x 50 mm. La película de revestimiento se cortó transversalmente mediante un cortador para llegar al hierro subyacente y después sellar la cara de acabado y la superficie posterior con una laca, la muestra se sumergió en una solución de ensayo 55 ºC que comprendía 1,5 % de ácido cítrico y 1,5 % de cloruro de sodio durante 96 horas bajo atmósfera al aire libre, después se lavó con agua y se secó. Las partes rayadas y las partes planas se despegaron con una cinta, y se observaron el estado de corrosión en el entorno de la parte de corte transversal, la corrosión por picaduras de la parte de corte transversal, y el estado de extracción de película de revestimiento en la parte plana, mediante lo que se evaluó la resistencia a la corrosión. La resistencia a la corrosión se calificó AA (muy buena) cuando no se observaba ni retirada con una cinta ni corrosión, se calificó BB (buena) cuando se observaban una o ambas de retirada con una cinta hasta una longitud de menos de 2 mm desde la parte rayada y ligera corrosión no observable a simple vista, se calificó CC (ligeramente mala) cuando se observaban una
o ambas de retirada con una cinta hasta una longitud de 0,2 a 0,5 mm desde la parte rayada y pequeña corrosión observable a simple vista, y se calificó DD (mala) cuando podía retirarse con una cinta hasta una longitud de más de 0,5 mm.
(D)
Aspecto
El aspecto del material para evaluación, directamente después del tratamiento de transformación química, en lo que respecta a aspecto general de brillo, tono de color y falta de uniformidad, se evaluó a simple vista. Los que tenían muy buen aspecto se calificaron AA, los que tenían buen aspecto que no darían problemas como producto comercial se calificaron BB, los que tenían un aspecto ligeramente malo como producto comercial se calificaron CC, y los inaplicables como producto comercial debido a su mal aspecto se calificaron DD.
La evaluación completa basada en estos resultados de evaluación del desempeño tesis se clasificó en cuatro niveles de AA (muy bueno), BB (bueno), CC (ligeramente malo) y DD (malo), y los niveles de AA y BB se consideraron aprobados.
Las condiciones de ensayo no descritas anteriormente y los resultados de la evaluación se muestran en las Tablas 1 y 2.
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En los Ejemplos 1 a 49 de la presente invención, todos los elementos de evaluación y la evaluación global se encontraron en el nivel de AA o BB, y los comportamientos requeridos eran satisfechos.
En el Ejemplo Comparativo 1 donde se aplicaron un tratamiento de electrolisis catódica y un tratamiento de electrolisis anódica en una solución de fosfato y además se aplicó un tratamiento de circonio, la cobertura de P no era buena debido a la baja densidad de corriente en el tratamiento de la electrolisis anódica y no se pudo obtener un comportamiento satisfactorio en lo que respecta a la adherencia secundaria de la laca y de la resistencia a la corrosión.
En el Ejemplo Comparativo 2 donde se aplicaron un tratamiento de electrolisis catódica y un tratamiento de electrolisis anódica en una solución de fosfato y además se aplicó un tratamiento de circonio, el fosfato de estaño producido era frágil debido a la densidad de corriente excesivamente alta en el tratamiento de la electrolisis anódica, la adherencia de la laca era mala en las adherencias tanto primaria como secundaria debido a la excesiva cobertura de P, y la resistencia a la corrosión era mala. Además, dado que la densidad de corriente en el tratamiento de la electrolisis anódica era alta, el estaño se disolvía parcialmente y daba como resultado un mal aspecto.
En el Ejemplo Comparativo 3 donde se aplicaron un tratamiento de electrolisis catódica y un tratamiento de electrolisis anódica en una solución de fosfato y además se aplicó un tratamiento de circonio, la cobertura de P no era buena debido al corto tiempo de electrolisis anódica y no se pudo obtener un comportamiento satisfactorio en lo que respecta a la adherencia secundaria de la laca y de la resistencia a la corrosión.
En el Ejemplo Comparativo 4 donde se aplicaron un tratamiento de electrolisis catódica y un tratamiento de electrolisis anódica en una solución de fosfato y además se aplicó un tratamiento de circonio, la capa de óxido de estaño se hizo gruesa debido al mucho tiempo de electrolisis anódica y el comportamiento era mediocre en lo que respecta a la adherencia primaria y secundaria de la laca y de la resistencia a la corrosión.
En el Ejemplo Comparativo 5 donde no se aplicaron tratamientos con una solución de fosfato, el óxido de estaño producido por el tratamiento de reflujo estaba quedando con un gran espesor y debido a esto, la adherencia de la laca era mala en las adherencias tanto primaria como secundaria. La resistencia a la corrosión también era mala.
En el Ejemplo Comparativo 6 donde no se aplicó un tratamiento de electrolisis anódica sino sólo un tratamiento de electrolisis catódica en una solución de fosfato y además se aplicó un tratamiento de circonio, la cantidad de cobertura de P y de óxido de estaño eran deficientes y no se pudo obtener un comportamiento satisfactorio en lo que respecta a la adherencia secundaria de la laca y de la resistencia a la corrosión.
En el Ejemplo Comparativo 7 donde se aplicaron un tratamiento de electrolisis catódica y un tratamiento de electrolisis anódica en una solución de fosfato pero no se aplicó un tratamiento de circonio, el comportamiento en lo que respecta a las adherencias primaria y secundaria de la laca y de la resistencia a la corrosión era mediocre debido a la nula adherencia del Zr.
En el Ejemplo Comparativo 8 donde se aplicaron un tratamiento de electrolisis catódica y un tratamiento de electrolisis anódica en una solución de fosfato y además se aplicó un tratamiento de circonio, la cobertura de Zr no era buena debido a la baja concentración de Zr(IV) y el comportamiento en lo que respecta a la adherencia secundaria de la laca y de la resistencia a la corrosión era mediocre.
En el Ejemplo Comparativo 9 donde se aplicaron un tratamiento de electrolisis catódica y un tratamiento de electrolisis anódica en una solución de fosfato y además se aplicó un tratamiento de circonio, la cobertura de Zr era excesiva debido a una concentración de Zr(IV) demasiado alta y el comportamiento en lo que respecta a adherencias primaria y secundaria de la laca y de resistencia a la corrosión era mediocre.
En el Ejemplo Comparativo 10, donde se aplicaron un tratamiento de electrolisis catódica y un tratamiento de electrolisis anódica en una solución de fosfato y además se aplicó un tratamiento de circonio, el estaño o el P sobre la superficie se disolvía parcialmente debido al bajo pH de la solución de tratamiento del circonio y el Zr apenas se adhería. El aspecto era mediocre y el comportamiento en lo que respecta a las adherencias primaria y secundaria de la laca y de resistencia a la corrosión era mediocre.
En el Ejemplo Comparativo 11, donde se aplicaron un tratamiento de electrolisis catódica y un tratamiento de electrolisis anódica en una solución de fosfato y además se aplicó un tratamiento de circonio, el pH de la solución de tratamiento de circonio era elevado y, como resultado, en la solución de tratamiento precipitaba un hidróxido de circonio, la concentración de Zr(IV) en la solución de tratamiento se redujo y la cobertura de Zr no era buena , dando lugar a un mediocre comportamiento en lo que respecta a la adherencia secundaria de la laca y de la resistencia a la corrosión.
Aplicabilidad industrial
Según la presente invención, se proporcionan una lámina de acero enchapado para latas con muy buena adherencia secundaria de una película orgánica y resistencia a la corrosión notablemente alta, y un procedimiento de producción de la misma. La aplicabilidad industrial de la presente invención es evidente.
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Claims (1)

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