JP2014503038A - 塗料塗布前のブリキ板の多段階前処理方法 - Google Patents

塗料塗布前のブリキ板の多段階前処理方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、ブリキ板を防食前処理するための二段階法であって、一段階で錆止め下塗り剤を塗布する方法に関する。下塗り剤は、塗膜を備えた本発明の前処理済みブリキ板がイオウ化合物を含有または放出する液体、およびタンパク質含有食品と接触するとき、前処理済みブリキ板の光沢のある金属表面が黒変することを効果的に防ぐ。本発明の方法では、ブリキ板を、少なくとも1種の不活性水溶性塩を含有する電解液中でアノード分極し、次いで、元素Zr、Ti、Hfおよび/またはSiの水溶性無機化合物を含有する酸性水性組成物と接触させる。本発明の方法に従って前処理したブリキ板は特に、飲料用缶またはブリキ缶のような食料貯蔵用包装材料を製造するために使用することができる。

Description

本発明は、ブリキ板を防食前処理するための二段階法であって、錆止め下塗り剤を一段階で塗布する方法に関する。下塗り剤は、トップコートを備えた本発明の前処理済みブリキ板がイオウ化合物を放出または含有する液体、およびタンパク質含有食品と接触するとき、前処理済みブリキ板の光沢のある金属表面が黒変することを効果的に防ぐ。本発明の方法では、ブリキ板を、少なくとも1種の不活性水溶性塩を含有する電解液中でアノード分極し、次いで、元素Zr、Ti、Hfおよび/またはSiの水溶性無機化合物を含有する酸性水性組成物と接触させる。本発明の方法に従って前処理したブリキ板は特に、飲料用缶またはブリキ缶のような食料貯蔵用包装材料を製造するために使用することができる。
ブリキ板は、電気化学的に不活性なスズ層の故に、長時間であっても、スズ表面と接触した食品に潜在的に有害なスズ塩を少量しか放出しないので、食品産業において、液体または保存食のための包装部材を製造するのに適した材料であると考えられている。従って、ブリキ板は、鋼加工産業における食品包装材料のための、例えば、飲料、保存用のスープ、魚製品または肉製品のための缶を製造するための、重要な出発物質である。缶を製造するため、包装材料産業では、スズ保護層が損傷を受けた場合に食品に混入して味に悪影響を及ぼすことがある鉄塩の混入を最少にするために有機トップコートを備えたブリキ板を主に使用する。塗布済みブリキ板の製造にとって、一方では塗料を金属表面と確実に接着させるため、他方では塗膜下の間隙腐食から更に保護するため、スズ表面を前処理することが必要である。先行技術において既に広まっている適当な前処理は、ブリキ板をクロム塩含有酸性水性組成物と接触させることによる、スズ表面のクロメート処理である。
別の不動態化法の開発では、タンパク質含有食品を貯蔵または包装する際は常に重要であるブリキ板のもう一つの特性を、考慮しなければならない。少量の低分子量イオウ化合物がタンパク質の分解生成物として生じ、ブリキ板のスズ表面に接触するとすぐに、今まで光沢のあった金属表面を黒変させる。低分子量イオウ化合物、例えばHSは、有機トップコートを通って拡散することもあり、塗布済みブリキ板であっても黒変する。塗料の接着性の有意な低下とは関係ないが、ブリキ缶の内壁面の変色は、包装された食品が食べられないという印象を消費者に与えるので、食品産業にとって望ましくない。
先行技術では、スズ表面の電気化学的変性および続く不動態化を含む、ブリキ板の前処理が知られている。先行技術に記載されているこれらの前処理方法の目的は特に、錆止めに適した下塗り剤を供給することの他には、イオウ化合物を放出する食品との接触時に、前処理され、塗布されたブリキ板製品の自然な色を確実に保持することである。
GE 479,746は、タンパク質含有食品と接触したブリキ板製容器内壁面が変色する問題を既に記載しており、アンモニア性電解液中でブリキ板に陽極電流を流してイオウ化合物による変色に強いスズ表面を製造することを提案している。GE 479,746に従って陽極酸化されたブリキ板には、その後、有機トップコートが供給されている。
US 3,491,001には、ブリキ板の不動態化方法であって、アルカリ性電解液におけるアノード前処理に続いて、クロム酸塩含有アルカリ性電解液中でブリキ板のカソード処理を行う方法が記載されている。US 3,491,001に記載されている一連の電解プロセスは、イオウ化合物を放出する食品と接触した際の腐食および黒変からスズ表面を保護する。不動態化のためのクロム酸塩含有電解液は、後に適用される有機トップコートのための下塗り剤としても作用する。
US 4,448,475からは、後に適用される有機トップコートの接着性を改善するための、酸性水性陽極液中でのブリキ板のアノード前処理が知られている。この方法は特に、缶産業において適用することができ、有用である。
EP 0202870は、第一スズ塩および/または第二スズ塩を含有する陽極液により、US 4,448,475の教示を補っている。
食品と接触したブリキ板製容器内壁面の金属光沢を保つためにスズ表面を変性することに関する先行技術が既に存在しているにもかかわらず、経済的な実行可能性および効率に関して、既知の方法を改良することが求められている。
GE 479,746 US 3,491,001 US 4,448,475 EP 0202870
本発明の目的は特に、先行技術を踏まえて、硫化化合物による変色に対する前処理および塗布済みスズ表面の長期的耐性と共に、ブリキ板との有機トップコートの優れた接着性が確保されるよう、酸洗いの際に可能な限り少ないスズしか減損しない食品包装材料を製造するためのブリキ板製品を前処理すること、並びにそのためにスズ表面の可能な限り最も効果的な不動態化を確立することにある。
この目的は、有機トップコートの塗布前にブリキ板を前処理する方法であって、第一工程で、少なくとも1種の不活性水溶性塩を含有する水性電解液中でアノード分極を行い、次いで第二工程で、元素Zr、Ti、Hfおよび/またはSiの水溶性無機化合物を含有する酸性水性組成物とブリキ板を接触させることによって不動態化を行う方法において達成される。
本発明では、ブリキ板とは、スズメッキまたはスズ合金メッキした鋼板の全てであると理解される。
本発明の方法において電解液の成分である塩は、20℃の温度での水に対する溶解度が各塩に基づいて少なくとも50g/Lであれば、本発明において水溶性であると理解される。
本発明の不活性水溶性塩は、水溶液において電極過程(ブリキ板、陰極)に関与しない水溶性塩である。即ち、本発明の不活性水溶性塩は、不均一電子移動反応に関与せず、電流を輸送するためにもっぱら使用される。適当な不活性水溶性塩は、例えば、アルカリ金属の炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩、硝酸塩および水酸化物であり、これらは、本発明の方法において電解液の成分として同程度に好ましい。ハロゲン化物を使用することもできるが、金属表面に対する腐食性の故にあまり好ましくない。不活性塩は、本発明の方法の第一工程の電解液に、好ましくは電解液の比導電率が少なくとも1mS/cmとなるような量で含まれる。
本発明の方法の第一工程のアノード分極は、好ましくは少なくとも0.005A/dm、特に好ましくは少なくとも0.1A/dm、しかしながら6A/dm以下、特に好ましくは4A/dm以下の電流密度で行う。0.005A/dm未満の電流密度では、スズ表面を適当に変性することができない。即ち、スズからなる表面に+IIおよび+IVの酸化状態で存在する混合酸化物を、酸化/水酸化スズ(IV)から主としてなる酸化物層に転化することができない。逆に、6A/dmより大きい陽極電流密度は、そのような電流密度における酸化スズ層の半導電性の故に、ほとんどの電流が酸素の放出に利用されるので、本発明において不利である。一方では、この酸素の放出により、ブリキ板表面のpHが著しく低下するので、酸化スズ層の腐食性損失が増大し、他方では、気泡の激しい放出の故に、有機トップコートにあまり適していない下塗り剤であることを示す、局所的欠陥を伴った不均一な酸化物被覆層が生じる。従って、先に記載したとおり、本発明の方法では、スズ塗膜の低腐食性を確保すると同時に、局所的欠陥の多い酸化物層の形成を回避するために、0.5〜4A/dmの範囲に電流密度を設定することが特に有利である。
本発明の方法のアノード分極の時間は、好ましくは少なくとも0.2秒、特に好ましくは少なくとも1秒である。これより短い分極時間では、スズ表面が主に、スズ表面の化学的変性を可能にする適当なファラデー電流の流れを伴わずに容量電荷反転する。300秒を超える分極時間では、低い電流密度であっても、下塗り剤被膜としての酸化物被覆層の特性は改善されない。それどころか、分極時間が長くなるにつれて、一定の表面再不動態化の故に、酸化物層の非結晶質が増加するので、分極時間が長い方法では、そのように前処理して不動態化したブリキ板に対する塗料の接着性は低下する。
本発明の方法の第一工程において、アノード分極の種類は制限なく選択することができ、例えば、定電位的、動電位的、定電流的または動電流的に行うことができる。しかしながら、処理可能性がより広いので、定電流的に電流を適用することが好ましい。電解液の導電率の変動、または陰極に対するブリキ板の空間定位の小さい変化は、スズ表面の電気化学的変性に影響を与えないので、本発明の方法では、定電流的工程が好ましい。本発明の方法の第一工程を定電位的または動電位的に実施するならば、一般に好ましい電流密度はそれぞれ、時間平均電流密度として扱われるべきである。
陽極電流または電圧パルスを適用するパルス法の実施も、本発明の第一工程に適している。個々のパルスは好ましくは少なくとも0.2秒であり、全アノード分極時間、即ち陽極パルスの合計時間は好ましくは300秒を超えない。本発明の方法の第一工程におけるブリキ板と電解液との接触時、カソード分極は好ましくは回避されるべきである。第一前処理工程では、電解液中にブリキ板を完全に浸漬することによって、電解液をアノード分極のためのブリキ板と接触させることが好ましい。
更に、本発明の方法の第一工程の電解液は、6個以下の炭素原子を有する少なくとも1種の有機ジカルボン酸、および/またはその水溶性金属塩を付加的に含有してよい。これは、好ましくは、コハク酸、マロン酸、シュウ酸、グルタル酸、アジピン酸および/またはそれらのアルカリ金属塩から、特に好ましくは、シュウ酸および/またはそのアルカリ金属塩から選択される。これらのジカルボン酸を電解液に添加することによって、本発明の方法のブリキ板表面が、タンパク質含有食品との接触時の変色に対して増大した耐性を有するようになる。
本発明の方法の電解液における有機ジカルボン酸の割合は、好ましくは0.01〜2重量%の範囲である。
タンパク質含有食品と接触する際の自然な色の保持、および塗料の接着性に関して、前処理方法を改良するため、本発明の方法の第一工程の電解液は、組成式:MO・nSiO[式中、Mはアルカリ金属イオンまたは第四級アンモニウムイオンであり、nは0.8〜7の自然数である]で示される少なくとも1種の水溶性ケイ酸塩を付加的に含有してよい。本発明では、水溶性ケイ酸塩は、温度20℃およびpH値8でSiOに基づいて少なくとも1g/Lの溶解度を有し、一般実験式:MO・nSiO[式中、Mはアルカリ金属イオンまたは第四級アンモニウムイオンであり、nは0.8〜7の自然数である]で示される化合物であると理解される。
水溶性ケイ酸塩のアルカリ金属イオンMは、好ましくは、Li、NaおよびKから選択される。また、それぞれの場合に10個以下の炭素原子を有する脂肪族基を伴った第四級アンモニウムイオンも、本発明の方法の電解液において同程度に好ましい。
適当な水溶性ケイ酸塩は特に、各酸化物MOと共にSiOを溶融することによって調製される、いわゆる水ガラスである。SiOの割合が20〜40重量%の範囲である水ガラスが好ましい。SiO:MOのモル比が2〜5の範囲、特に3〜4の範囲である水ガラスがとりわけ好ましい。
本発明の方法の電解液中に少なくとも1種の水溶性ケイ酸塩が存在することによって、アノード分極の際、薄いケイ酸塩層がブリキ板上に生じ、これは有機トップコートにとっての、改良された下塗り塗膜となる。同時に、この電解液中でアノード分極し、次いで不動態化したブリキ板は、イオウ含有化合物との接触時に顕著な黒変を示さず、被覆ブリキ板表面の金属光沢は、長期にわたってほぼ完全に保持される。
本発明の方法の第一工程では、電解液における水溶性ケイ酸塩の割合は、それぞれの場合にSiOの割合に基づいて、好ましくは少なくとも0.1重量%、特に好ましくは少なくとも1重量%、特に少なくとも2重量%であるが、好ましくは30重量%未満、特に好ましくは20重量%未満である。電解液におけるSiOに基づいた割合が0.1重量%より少ないと、アノード分極時にブリキ板表面上に堆積し得るケイ素元素に基づいた塗布重量が、本発明に従って処理したブリキ板との、後に塗布される有機塗料系の接着性に付加的なプラス効果を与えるには少なすぎる。SiOに基づいた割合が30重量%を超えると高粘性電解液が得られ、これは、SiOの塗布重量がブリキ板表面と接着する電解液フィルムによって著しく増加して前処理の効果が制御しにくくなり、例えば、前処理したブリキ板に有機トップコートを塗布する前に付加的な濯ぎ工程や乾燥工程が必要となるために本発明の方法にあまり適さない。
本発明の方法の第一工程では、電解液のpH値は、好ましくは2〜13の範囲、特に好ましくは3〜12の範囲である。強アルカリ性または強酸性の電解液中では、ブリキ板のスズ層が浸食される。電解液が水溶性ケイ酸塩を付加的に含有する場合、好ましいpH値は8〜13の範囲、特に好ましくは10〜12の範囲である。8未満のpH値を有する電解液中では、ケイ酸塩の水溶性が急低下し、SiOが次第に沈澱する。
本発明の方法の第一工程の電解液が、少なくとも1種の水溶性ケイ酸塩を付加的に含有する場合、少なくとも1種のオルガノシランを付加的に含有することが更に好ましい。オルガノシラン自体は、ブリキ板表面の改良されたシリケーション(Silikatisierung)をもたらし、更に、非加水分解性有機基の中の適当な官能基により有機塗料系との接着性を向上させる。この場合、100℃未満の沸点を有するアルコールとして加水分解時に分離される少なくとも1つの加水分解性置換基と、少なくとも1つの非加水分解性置換基とを有するオルガノシランを、電解液に添加することが好ましい。この非加水分解性置換基は、好ましくは、少なくとも幾つかの第一級アミノ官能基を有する。最も好ましくは、オルガノシランは、下記一般構造式(I):
Figure 2014503038
[式中、置換基Xは、互いに独立して、4個以下の炭素原子を有するアルコキシ基から選択され、mおよびnは、互いに独立して1〜4の整数であり、yは0〜4の整数である]
で示される化合物から選択される。
方法の第一工程の水溶性ケイ酸塩含有電解液におけるオルガノシランの割合は、好ましくは0.01〜5重量%の範囲である。
ブリキ板表面でのオルガノシランの加水分解架橋を促進するために、ハロゲン化物不含有水溶性アルミニウム塩を、合計でアルミニウム塩の好ましくは少なくとも0.001重量%の量で、しかしながら好ましくは1重量%以下の量で、電解液に付加的に添加してよい。
本発明の方法の第二工程は、中間の洗浄または乾燥工程を伴ってまたは伴わずに、方法の第一工程のアノード前処理直後に実施する。
不動態化の第二工程の酸性水性組成物は、好ましくは、元素Zr、Ti、Hfおよび/またはSiの水溶性無機化合物、特に好ましくは元素Zr、Tiおよび/またはSiの水溶性無機化合物、とりわけ元素Zrおよび/またはTiの水溶性無機化合物を含有する。この化合物は、それぞれのフルオロ錯塩、フルオロ酸および/またはフルオロ酸塩から、特に好ましくはそれぞれのフルオロ酸および/またはフルオロ酸塩から選択される。特に好ましい態様では、第二工程の酸性水性組成物は、チタン元素の水溶性無機化合物を少なくとも1種含有する。この化合物は、好ましくは、チタンのそれぞれのフルオロ錯塩、フルオロ酸および/またはフルオロ酸塩から選択される。
本発明の方法の第二工程の不動態化のための酸性水性組成物における、元素Zr、Ti、Hfおよび/またはSiの水溶性無機化合物の割合は、各元素に基づいて、好ましくは少なくとも0.001重量%、特に好ましくは少なくとも0.01重量%、しかしながら好ましくは0.5重量%以下である。酸性組成物に基づいて、少なくとも0.001重量%、特に好ましくは少なくとも0.01重量%のチタン元素の水溶性化合物を含有する場合が更に好ましい。
また、方法の第二工程の不動態化のための酸性水性組成物が、POに基づいて好ましくは少なくとも0.01重量%、特に好ましくは少なくとも0.1重量%、しかしながら3重量%以下の酸性水性組成物における割合で、リン酸イオンを含有することが好ましい。
更に、本発明の方法の第二工程においてアノード前処理済みブリキ板を不動態化するための酸性水性組成物は、水溶性および/または水分散性有機ポリマー、例えば、ポリアクリレート、ポリイソシアネート、ポリエポキシド、ポリアルキルアミン、ポリアルキレンイミンまたはアミノ置換ポリビニルフェノール誘導体を含有してよい。ブリキ板のアノード前処理における電解液がアミノ官能化オルガノシランを付加的に含有する場合は、縮合反応で更に架橋できる水溶性および/または水分散性有機ポリマー、即ち、ポリイソシアネート、ポリエポキシドおよび/またはそれらの混合物が好ましい。
本発明の方法の第二工程における不動態化のための酸性水性組成物における、水溶性および水分散性有機ポリマーの総割合は、本発明の方法において、好ましくは0.05〜10重量%の範囲、特に好ましくは2〜5重量%の範囲である。
本発明に従ってアノード前処理済みブリキ板と接触させる酸性水性組成物のpH値は、好ましくは2.5〜5.5の範囲である。
本発明の方法の第二工程におけるアノード前処理済みブリキ板の不動態化は、無電解で、即ち電流を流さずに行うことが更に好ましい。
アノード前処理済みブリキ板は、好ましくは、酸性水性組成物の未乾燥塗膜をブリキ板表面に塗布し、その直後に乾燥させる、いわゆる「塗布型化成」法で酸性水性組成物と接触させる。そのような方法は、スズメッキ鋼板材を処理する本発明の方法に特に適している。
従って、好ましくは、本発明の方法の第二工程の酸性水性組成物は、移動している金属板が連続的に被覆される、いわゆるコイル被覆法によって塗布される。酸性水性組成物は、先行技術において一般的な様々な方法によって塗布することができる。例えば、所望の未乾燥塗膜厚さに直接調節することが可能であるアプリケーターロールを使用することができる。別の態様では、金属板は、酸性水性組成物中に浸漬するか、または酸性水性組成物を噴霧してよい。その後、絞りロールによって、所望の未乾燥塗膜厚さに調節する。
本発明のそのような好ましい方法に従って酸性水性組成物を塗布した後、被覆ブリキ板を所望の乾燥温度に加熱する。加熱トンネルオーブンにおいて、120〜260℃、特に好ましくは150〜170℃の好ましい必要基材温度(「ピーク金属温度」=PMT)に、被覆基材を加熱することができる。しかしながら、本発明の方法の第二工程の不動態化のために塗布した酸性水性組成物は、赤外線放射によって、特に近赤外線放射によって、適当な乾燥または架橋温度に加熱してもよい。
本発明の方法の第二工程では、酸性水性組成物との接触によって、それぞれの元素Zr、Ti、Hfおよび/またはSiに基づいて、少なくとも0.3mg/m、特に好ましくは少なくとも2mg/m、しかしながら30mg/m以下、特に好ましくは20mg/m以下の合計塗布重量で塗布することが好ましい。第一前処理工程における電解液が水溶性ケイ酸塩を付加的に含有する場合は、本発明に従って処理したスズ表面の下塗り塗膜としての良好な特性を損なわずに、塗布重量を少なくすることができ、塗布重量は好ましくは少なくとも0.3mg/mであるが20mg/m以下である。
スズメッキ板材のための電解製造プロセス直後の、輸送目的または後の成形のための油脂加工をまだ施されていないブリキ板のみを本発明に従って処理する場合、本発明の方法を行う前にブリキ板表面を清浄化する必要はない。しかしながら、ブリキ板が既に貯蔵されおり、特に錆止め油または成形油で湿潤されているならば、ほとんどの場合、ブリキ板を本発明に従ってアノード前処理する前に、有機汚染物質および塩残渣を除去するために、清浄工程が必要である。このために、先行技術で知られている界面活性洗浄剤を使用することができる。
別の態様では、本発明は、食料を貯蔵するための包装材料、好ましくは缶を製造するための、本発明の方法によって処理したブリキ板の使用に関する。
例示的な態様:
本発明の方法を説明するために、まず、清浄なブリキ板(スズ塗布重量2.8g/m)を電解前処理に付し、次いで、蒸留水で濯ぎ、その後、Chemcoater(登録商標)を用いて不動態化剤の未乾燥塗膜を塗布し、50℃で1分間乾燥した。相応の一連の試験を表1に示す。
Figure 2014503038
このように処理した、トップコートを有さないブリキ板を、90℃で1分間、硫化カリウム溶液(水中、5g/LのKS+5g/LのNaOH)に半分浸し、水で濯ぎ、乾燥した。
下記尺度に従って、ブリキ板の黒変を光学的に評価した:
0:変色せず;金属光沢
1:個々の黒変;表面の10%未満
2:小斑点状に黒変;表面の30%未満
3:小斑点状に黒変;表面の50%未満
4:50%超が小斑点状に黒変し、金属光沢がほぼ完全に喪失
5:50%超が小斑点状に黒変し、金属光沢が完全に喪失
硫化カリウム溶液と板との接触(「硫化物試験」)後の黒変に関する結果を、表2に示す。
Figure 2014503038
直接比較(E1−CE1を参照)において、アノード分極の後に、ZrおよびTiの水溶性化合物を含有する酸性組成物を用いて不動態化した本発明の方法が、アノード分極および続くクロメート処理からなり、先行技術で知られている一連の方法より、ブリキ板表面の黒変に対する耐性に関して、著しく良好な結果をもたらしたことが表2からわかる。また、水ガラス含有電解液におけるアノード分極が、特に有利であること、本発明の方法において、硫化物試験で完全に不活性であり、元のままの金属光沢を示すブリキ板表面をもたらすことが明らかである。

Claims (15)

  1. 有機トップコートの塗布前にブリキ板を前処理する方法であって、第一工程で、少なくとも1種の不活性水溶性塩を含有する水性電解液中でアノード分極を行い、次いで第二工程で、元素Zr、Ti、Hfおよび/またはSiの水溶性無機化合物を含有する酸性水性組成物とブリキ板を接触させることによって不動態化を行う方法。
  2. 方法の第二工程の酸性水性組成物が、元素Zr、Ti、Hfおよび/またはSiの水溶性無機化合物として、そのフルオロ酸および/またはそのフルオロ酸塩、好ましくは元素Zrおよび/またはTiのフルオロ酸および/またはフルオロ酸塩を含有する、請求項1に記載の方法。
  3. 方法の第二工程の酸性水性組成物における元素Zr、Ti、Hfおよび/またはSiの水溶性無機化合物の含量が、各元素Zr、Ti、Hfおよび/またはSiに基づいて合計で少なくとも0.001重量%、特に好ましくは少なくとも0.01重量%、しかしながら合計で好ましくは0.5重量%以下である、請求項1または2に記載の方法。
  4. 方法の第二工程の酸性水性組成物がリン酸イオンを付加的に含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
  5. 方法の第二工程の酸性水性組成物が、ポリアクリレート、ポリイソシアネート、ポリエポキシド、ポリビニルアミン、ポリアルキレンイミンまたはアミノ置換ポリビニルフェノール誘導体から選択される水溶性および/または水分散性有機ポリマーを付加的に含有する、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. 方法の第二工程の酸性水性組成物における有機ポリマーの含量が、合計で0.05〜10重量%の範囲、好ましくは2〜5重量%の範囲である、請求項5に記載の方法。
  7. 方法の第二工程の酸性水性組成物のpH値が2.5〜5.5の範囲である、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
  8. 方法の第二工程において、元素Zr、Ti、Hfおよび/またはSiに基づいて少なくとも0.3mg/m、好ましくは少なくとも2mg/m、しかしながら30mg/m以下、好ましくは20mg/m以下の塗布重量をブリキ板に塗布する、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  9. 第二工程の酸性水性組成物を未乾燥塗膜としてブリキ板に塗布し、塗布直後に未乾燥塗膜を乾燥する、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
  10. 方法の第一工程のアノード分極を、少なくとも0.2秒、好ましくは少なくとも1秒、しかしながら合計で300秒を超えずに行う、請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
  11. 方法の第一工程のアノード分極を、少なくとも0.005A/dm、しかしながら6A/dm以下、好ましくは4A/dm以下の電流密度で行う、請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
  12. 方法の第一工程の電解液が、6個以下の炭素原子を有する有機ジカルボン酸および/またはその塩、好ましくはシュウ酸および/またはそのアルカリ金属塩を付加的に含有する、請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
  13. 方法の第一工程の電解液が、組成式:MO・nSiO[式中、Mはアルカリ金属イオンまたは第四級アンモニウムイオンであり、nは0.8〜7の自然数である]で示される少なくとも1種の水溶性ケイ酸塩を付加的に含有する、請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
  14. 方法の第一工程の電解液が、100℃未満の沸点を有するアルコールとして加水分解時に分離される少なくとも1つの加水分解性置換基と、少なくとも幾つかの第一級アミノ官能基を好ましくは有する少なくとも1つの非加水分解性置換基とを有する少なくとも1種のオルガノシランを付加的に含有する、請求項13に記載の方法。
  15. 食料を貯蔵するための包装材料、好ましくは缶を製造するための、請求項1〜14のいずれかに記載の方法に従って処理したブリキ板の使用。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016102263A (ja) * 2014-01-24 2016-06-02 Jfeスチール株式会社 容器用鋼板の製造方法
WO2019039044A1 (ja) * 2017-08-25 2019-02-28 Jfeスチール株式会社 容器用鋼板及びその製造方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012000414B4 (de) * 2012-01-12 2014-03-20 Thyssenkrupp Rasselstein Gmbh Verfahren zur Passivierung von Weißblech, sowie verzinntes Stahlband oder -blech
DK2728041T3 (en) * 2012-10-30 2017-03-20 Hydro Aluminium Rolled Prod Coated aluminum strip and method of manufacture
DE102017117080A1 (de) * 2017-07-28 2019-01-31 Thyssenkrupp Ag Stahlblech mit einer Konversionsschicht, Verfahren zur Herstellung eines konversionsbeschichteten Stahlblechs und Behandlungsmittel zur Applizierung einer Konversionsschicht auf einem Stahlblech
CA3162200C (en) 2019-12-20 2024-04-16 Jan Paul Penning Method for manufacturing laminated tinplate, a laminated tinplate produced thereby and use thereof
US20230220579A1 (en) * 2020-03-13 2023-07-13 Tata Steel Ijmuiden B.V. Method for passivating a tinplate strip and apparatus for producing said passivated tinplate strip
CN115247263A (zh) * 2022-06-20 2022-10-28 上海兴赛尔表面材料有限公司 一种镀锡板用环保型钝化组合物及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5468734A (en) * 1977-11-11 1979-06-02 Nippon Packaging Kk Surface treatment of tin plated steel plate and can
JPS56150199A (en) * 1980-04-21 1981-11-20 Toyo Kohan Co Ltd Preparation of tin plated steel plate with excellent corrosion resistance of processed part
JP2000248398A (ja) * 1999-02-26 2000-09-12 Toyo Kohan Co Ltd 表面処理鋼板の製造方法および表面処理鋼板
JP2008202094A (ja) * 2007-02-20 2008-09-04 Nippon Steel Corp 缶用めっき鋼板及びその製造方法
WO2008123632A1 (ja) * 2007-04-04 2008-10-16 Nippon Steel Corporation 缶用めっき鋼板及びその製造方法

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE421943A (ja) 1936-06-06
US2312076A (en) * 1939-04-29 1943-02-23 Carnegie Illinois Steel Corp Method of treating tin
US2687994A (en) * 1950-03-17 1954-08-31 Ekco Products Company Method of forming an oxide coating on tin
US3491001A (en) 1966-10-31 1970-01-20 Canada Steel Co Electro-chemical passivation of tinplate
US3658662A (en) 1969-01-21 1972-04-25 Durolith Corp Corrosion resistant metallic plates particularly useful as support members for photo-lithographic plates and the like
US3616307A (en) * 1969-05-16 1971-10-26 Bethlehem Steel Corp Process and composition for anodizing a tincoated article
US3834999A (en) 1971-04-15 1974-09-10 Atlas Technology Corp Electrolytic production of glassy layers on metals
JPS5130546A (en) 1974-09-10 1976-03-15 Nippon Kokan Kk Suzumetsukikohan no denkaikaseishoriho
JPS5827358B2 (ja) 1980-10-20 1983-06-08 東洋鋼鈑株式会社 錫めつき鋼板の表面処理法
CA1162504A (en) * 1980-11-25 1984-02-21 Mobuyuki Oda Treating tin plated steel sheet with composition containing titanium or zirconium compounds
IL63243A (en) 1981-07-07 1984-11-30 Reznick David Method for anodically treating metal surfaces and treated metal surface
EP0202870A1 (en) 1985-05-17 1986-11-26 David Reznik Apparatus and method for anodic treatment
JP2606451B2 (ja) * 1990-12-28 1997-05-07 東洋製罐株式会社 深絞り缶及びその製造方法
US6599643B2 (en) 1997-01-31 2003-07-29 Elisha Holding Llc Energy enhanced process for treating a conductive surface and products formed thereby
US6361833B1 (en) * 1998-10-28 2002-03-26 Henkel Corporation Composition and process for treating metal surfaces
US6174426B1 (en) * 1999-08-12 2001-01-16 Usx Corporation Tin-plated steel with adhesion promoter
DE10001831A1 (de) 2000-01-18 2001-08-16 Keimfarben Gmbh & Co Kg Silikatische Beschichtungsmasse mit verbesserter Stabilität
DE10063519A1 (de) 2000-12-20 2002-07-04 Nano X Gmbh Lösungsmittelarme Sol-Gel-Systeme
US6911139B2 (en) * 2001-08-03 2005-06-28 Elisha Holding Llc Process for treating a conductive surface and products formed thereby
US20050194262A1 (en) 2001-08-03 2005-09-08 Elisha Holding Llc Process for treating a conductive surface and products formed thereby
TW200417420A (en) * 2002-12-24 2004-09-16 Nippon Paint Co Ltd Chemical conversion coating agent and surface-treated metal
WO2004097069A2 (en) 2003-04-25 2004-11-11 Elisha Holding Llc Method for preparing and using silicate systems to treat electrically conductive surfaces and products obtained therefrom
CN100590225C (zh) 2003-04-25 2010-02-17 以利沙控股有限公司 制备和使用硅酸盐体系处理导电表面的方法和由此得到的产品
EP1712659A1 (en) 2005-04-11 2006-10-18 Elisha Holding LLC Corrosion resistant article and method of production thereof
TWI340770B (en) * 2005-12-06 2011-04-21 Nippon Steel Corp Composite coated metal sheet, treatment agent and method of manufacturing composite coated metal sheet
CN101384753B (zh) 2006-02-09 2011-06-01 新日本制铁株式会社 具有耐腐蚀性的镀锡钢板
JP4276689B2 (ja) * 2006-12-20 2009-06-10 日本ペイント株式会社 カチオン電着塗装方法、及びカチオン電着塗装された金属基材
ES2391870T3 (es) * 2007-02-12 2012-11-30 Henkel Ag & Co. Kgaa Procedimiento para tratar superficies metálicas
CN101784700B (zh) * 2007-08-23 2012-10-24 新日本制铁株式会社 对环境的负荷少的容器材料用钢板及其制造方法和使用该钢板的对环境的负荷少的容器材料用复合钢板以及容器材料用预涂钢板
CN101358340A (zh) * 2008-08-12 2009-02-04 武汉钢铁(集团)公司 一种镀锡板无铬钝化液以及钝化方法
EP2186928A1 (en) 2008-11-14 2010-05-19 Enthone, Inc. Method for the post-treatment of metal layers
US20100181201A1 (en) 2009-01-20 2010-07-22 Bibber John W Electrolytic passivated tin plated steel
US20130276873A1 (en) 2012-04-20 2013-10-24 California Institute Of Technology High level injection systems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5468734A (en) * 1977-11-11 1979-06-02 Nippon Packaging Kk Surface treatment of tin plated steel plate and can
JPS56150199A (en) * 1980-04-21 1981-11-20 Toyo Kohan Co Ltd Preparation of tin plated steel plate with excellent corrosion resistance of processed part
JP2000248398A (ja) * 1999-02-26 2000-09-12 Toyo Kohan Co Ltd 表面処理鋼板の製造方法および表面処理鋼板
JP2008202094A (ja) * 2007-02-20 2008-09-04 Nippon Steel Corp 缶用めっき鋼板及びその製造方法
WO2008123632A1 (ja) * 2007-04-04 2008-10-16 Nippon Steel Corporation 缶用めっき鋼板及びその製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016102263A (ja) * 2014-01-24 2016-06-02 Jfeスチール株式会社 容器用鋼板の製造方法
JP2016130368A (ja) * 2014-01-24 2016-07-21 Jfeスチール株式会社 容器用鋼板およびその製造方法
WO2019039044A1 (ja) * 2017-08-25 2019-02-28 Jfeスチール株式会社 容器用鋼板及びその製造方法
KR20200026978A (ko) * 2017-08-25 2020-03-11 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 용기용 강판 및 그 제조 방법
KR102337924B1 (ko) * 2017-08-25 2021-12-09 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 용기용 강판 및 그 제조 방법

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