JP2007217728A - 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 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鋼板の少なくとも片面に、非合金化Sn量が0.1mg/m2未満のFe-Sn合金層を有し、前記Fe-Sn合金層上にTi及びOを含有する皮膜を有する表面処理鋼板や、鋼板の少なくとも片面に、Fe-Ni合金層と該Fe-Ni合金層上に非合金化Sn量が0.1mg/m2未満のFe-Ni-Sn合金層を有し、前記Fe-Ni-Sn合金層上にTi及びOを含有する皮膜を有する表面処理鋼板。
【選択図】なし
Description
I)化成処理皮膜だけでは、樹脂層や金属層との密着性の向上を図れるが、耐錆性や耐食性に劣る。
II)耐錆性や耐食性を向上させるには、鋼板面に、酸素や水分に対するバリア性の高いFe-Sn合金層や、Fe-Ni合金層とFe-Ni-Sn合金層を積層した金属層などの金属めっき層を設けることが効果的である。
III)しかしながら、こうした金属めっき層は、塗料密着性や樹脂密着性の観点からは、不十分であり、塗料密着性や樹脂密着性の向上には、金属めっき層上にさらにTi及びOを含有する皮膜の形成が効果的である。
本発明の表面処理鋼板は、鋼板の少なくとも片面に、i)非合金化Sn量が0.1mg/m2未満のFe-Sn合金層が形成され、このFe-Sn合金層上にTi及びOを含有する皮膜が形成されている鋼板、あるいは、ii)Fe-Ni合金層と該Fe-Ni合金層上に非合金化Sn量が0.1mg/m2未満のFe-Ni-Sn合金層が形成され、このFe-Ni-Sn合金層上にTi及びOを含有する皮膜が形成されている鋼板である。
本発明の表面処理鋼板のTi及びOを含有する皮膜上に、有機樹脂を被覆して樹脂被覆鋼板とすることができる。上述したように、本発明の表面処理鋼板は樹脂密着性、塗料密着性や耐食性に優れているため、この樹脂被覆鋼板は優れた耐食性と加工性を有する。
本発明の缶は、前述した樹脂被覆鋼板から形成されている限り、任意の製缶法によるものでよい。この缶は、側面継ぎ目を有するスリーピース缶であることもできるが、一般にシームレス缶(ツーピース缶)であることが好ましい。このシームレス缶は、表面処理鋼板の有機樹脂の被覆面が缶内面側となるように、絞り・再絞り加工、絞り・再絞りによる曲げ伸ばし加工(ストレッチ加工)、絞り・再絞りによる曲げ伸ばし・しごき加工、あるいは絞り・しごき加工等の従来公知の手段に付すことによって製造される。
A:冷延鋼板をアルカリ電解脱脂し、めっき浴aを用いてNiめっき処理を施した後、10%H2+90%N2雰囲気中で、700℃で焼鈍してNiめっきを拡散浸透させ、伸び率1.5%の調質圧延を行った後、脱脂、酸洗し、めっき浴bを用いてSnめっき処理を施し、錫の融点以上に加熱保持する加熱溶融処理を施した。
B:冷延鋼板を上記Aと同じ条件で焼鈍、調質圧延した後、アルカリ電解脱脂し、硫酸酸洗後、めっき浴aを用いてNiめっき処理を施し、さらにめっき浴cを用いてSnめっき処理を施した後、錫の融点以上に加熱保持する加熱溶融処理を施した。
C:冷延鋼板を上記Aと同じ条件で焼鈍、調質圧延した後、アルカリ電解脱脂し、硫酸酸洗後、めっき浴bを用いてSnめっき処理を施し、錫の融点以上に加熱保持する加熱溶融処理を施した。
D:冷延鋼板を上記Aと同じ条件で焼鈍、調質圧延した後、アルカリ電解脱脂し、硫酸酸洗後、めっき浴bを用いてSnめっき処理を施し、錫の融点以上に加熱保持する加熱溶融処理を施し、引き続き10g/lの炭酸水素ナトリウム水溶液中において電流蜜度5A/dm2で陰極電解処理を施した。
合金めっき層中のNi量、リン酸Zn皮膜の付着量:蛍光X線分析により、予め付着量既知のサンプルを測定して得た検量線を用いて、求めた。
塗料密着性(Tピール試験):2枚の表面処理鋼板試料表面にそれぞれエポキシ・フェノール系塗料を50mg/dm2となるように塗装し、鋼板温度210℃で10min焼付けた後、塗装面同士をナイロンフィルムを挟んで向かい合わせにしてホットプレスにて圧着し、これを5mm幅の試験片に分割し引張試験片を作成し、引張試験機を用いて向かい合わせ接着された鋼板の接着強度を測定し、次のように塗料密着性を評価した。ここで、◎、○であれば塗料密着性が良好であるとした。
◎:接着強度が2.5kg/5mm以上
○:接着強度が1.5kg/5mm以上2.5kg/5mm未満
△:接着強度が1kg/5mm以上1.5kg/5mm未満
×:接着強度が1kg/5mm未満
樹脂密着性(180°ピール試験):表面処理鋼板試料の両面に、厚さ25μm、共重合比12mol%のイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタラートフィルム(有機樹脂被覆層)をラミネートして、樹脂被覆鋼板を作製した。ラミネートは、245℃に加熱した金属板とフィルムを一対のゴムロールで挟んでフィルムを鋼板に融着させ、ゴムロール通過後1sec以内に水冷して行った。このとき、鋼板の送り速度は40m/min、ゴムロールのニップ長は17mmであった。ここで、ニップ長とは、ゴムロールと鋼板が接する部分の搬送方向の長さのことである。そして、図1の(a)に示すようなフィルム2を残して鋼板1の一部3を切リ取った試験片(サイズ:30mm×100mm)を用い、温度130℃、相対湿度100%のレトルト雰囲気中で、図1の(b)に示すように、試験片の一端に重り4(100g)を付けてフィルム2側に180℃折り返して30min間放置し、図1の(c)に示すフィルムの剥離長5を測定し、次のように樹脂密着性を評価した。ここで、◎、○であれば樹脂密着性が良好であるとした。
◎:フィルムの剥離長が20mm未満
○:フィルムの剥離長が20mm以上30未満
△:フィルムの剥離長が30mm以上70mm未満
×:フィルムの剥離長が70mm以上
耐錆性:端面および裏面をシールした表面処理鋼板試料(100mm×100mm)を温度60℃、相対湿度70%の雰囲気中に2週間放置し、錆発生個数をカウントし、次のように耐錆性を評価した。ここで、◎、○であれば耐錆性が良好であるとした。
◎:錆発生個数が0
○:錆発生個数が1〜10
△:錆発生個数が11〜50
×:錆発生個数が51以上
耐食性(UCC試験):表面処理鋼板試料表面にそれぞれエポキシ・フェノール系塗料を50mg/dm2となるように塗装し、鋼板温度210℃で10min焼付けた後、4cm×8cmのサイズに切り出し、裏面と端面をシールした後、塗装面にカッターで地鉄に達するまでのカット(4cm長さ)を2本入れ(クロスカット)、1.5mass%NaCl水溶液と1.5mass%クエン酸水溶液を同量ずつ混合した試験液80mlに浸漬し、55℃で4日間放置後、塗膜剥離(または腐食)の最大幅を測定し、次のように耐食性を評価した。ここで、◎、○であれば耐食性が良好であるとした。
◎:最大幅が0.2mm以下
○:最大幅が0.2mm超0.3mm以下
△:最大幅が0.3mm超0.5mm以下
×:最大幅が0.5mm超
結果を表4に示した。本発明例である表面処理鋼板No.1〜9は、塗料密着性、樹脂密着性、耐錆性、耐食性に優れ、従来缶用素材として使用されているTFSと同等以上の特性を有している。
2 フィルム
3 鋼板の切リ取った部位
4 重り
5 剥離長
Claims (9)
- 鋼板の少なくとも片面に、非合金化Sn量が0.1mg/m2未満のFe-Sn合金層を有し、前記Fe-Sn合金層上にTi及びOを含有する皮膜を有する表面処理鋼板。
- 鋼板の少なくとも片面に、Fe-Ni合金層と該Fe-Ni合金層上に非合金化Sn量が0.1mg/m2未満のFe-Ni-Sn合金層を有し、前記Fe-Ni-Sn合金層上にTi及びOを含有する皮膜を有する表面処理鋼板。
- Fe-Sn合金層またはFe-Ni-Sn合金層のSn量が0.01〜1.0g/m2である請求項1または請求項2に記載の表面処理鋼板。
- Ti及びOを含有する皮膜のTi量が5〜200mg/m2である請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の表面処理鋼板。
- 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の表面処理鋼板のTi及びOを含有する皮膜上に、有機樹脂が被覆されている樹脂被覆鋼板。
- 請求項5に記載の樹脂被覆鋼板からなる缶。
- 請求項5に記載の樹脂被覆鋼板からなる缶蓋。
- 冷延鋼板に、焼鈍、調質圧延した後、Sn量が0.01〜1.0g/m2となるようにSnめっき処理を施した後、加熱溶融処理を施して非合金化Sn量を0.1mg/m2未満とし、フッ化チタン酸カリウムおよび/またはフッ化チタン酸アンモニウムを含む水溶液中で陰極電解処理を施す表面処理鋼板の製造方法。
- 冷延鋼板の両面に、Niめっき処理、焼鈍、調質圧延を順次施した後、Sn量が0.01〜1.0g/m2となるようにSnめっき処理を施し、その後加熱溶融処理を施して非合金化Sn量を0.1mg/m2未満とし、フッ化チタン酸カリウムおよび/またはフッ化チタン酸アンモニウムを含む水溶液中で陰極電解処理を施す表面処理鋼板の製造方法。
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