JP2016505708A - パッケージング用途のための鋼基材に適用されるクロム−酸化クロムコーティング及び前記コーティングを製造する方法 - Google Patents

パッケージング用途のための鋼基材に適用されるクロム−酸化クロムコーティング及び前記コーティングを製造する方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、片側又は両側が、単一工程のステップで3価クロム電気メッキ工程を使用することにより製造された金属クロム−酸化クロムコーティング層でコートされていることを特徴とする、1.再結晶され焼き鈍され1回還元された又は2回還元されたパッケージング用の鋼基材(即ちブリキ原板)、又は2.冷間圧延及び回復焼き鈍しされたブリキ原板を含有するパッケージング用途のためのコートされた鋼基材に関し、前記コートされた鋼基材を得る方法に関する。

Description

本発明は、パッケージング用途のための鋼基材に適用されるクロム−酸化クロムコーティング及び前記コーティングを製造する方法に関する。
スズ延伸材には、ブリキ、電解クロムコートされた鋼(ECCS、無錫鋼又はTFSとも称される)、及びブリキ原板、未コートの鋼が含まれる。パッケージング用の鋼は、有機コーティングが適用され得るブリキとして、又はECCSとして通常提供される。ブリキの場合には、この有機コーティングは、通常ラッカーであり、それに対してECCSの場合には、Protact(登録商標)の場合などにおけるようにPET又はPPなどのポリマーコーティングの使用が増加している。
ブリキは、その優れた腐蝕耐性及び溶接性により特徴づけられる。ブリキは、通常1.0g/mと11.2g/mの間のコーティング重量の範囲内で供給され、それは、通常、電着により適用される。現在のところ、大部分のブリキは、浸漬又は電気的に補助される適用工程を使用して、6価クロムCr(VI)を含有する流体により後処理される。この後処理の狙いは、酸化スズの成長を停止させるか又は減少させるためにスズ表面を不動態化することであり、その理由は、厚すぎる酸化物層は、最終的に、ラッカーのような有機コーティングの接着に関する問題を生じさせ得るからである。不動態化処理は、酸化スズの成長を抑制又は排除するだけでなく、有機コーティングの接着レベルを保持又は改善することもできることが重要である。ブリキの不動態化された外表面は極端に薄く(厚さ1ミクロン未満)、酸化スズと酸化クロムの混合物からなる。
ECCSは、酸化クロム膜で上張りされた金属クロム層(両者共電着により適用される)でコートされたブリキ原板からなる。ECCSは、スズの融点(232℃)を超える温度で、有機コーティングに対する接着及びコーティングの完全性の保持にすぐれる。これらの場合、メッキされた材料は使用することができない。このことは、ポリマーコートのパッケージング用鋼を製造するために重要であり、その理由は、熱可塑性コーティング適用の工程中に、鋼基材は232℃を超える温度に加熱されることがあるからであり、実際に使用される最高温度の値は、適用される熱可塑性コーティングのタイプに依存する。この加熱サイクルは、プラスチックの基材に対する初期加熱封鎖/結合(予備加熱処理)を可能にするために必要であり、続けてポリマーの性質を改変するために後加熱処理されることが多い。酸化クロム層は、ECCSに対するポリプロピレン(PP)又はポリエステルテレフタレート(PET)などの熱可塑性コーティングの優れた接着性の原因であると考えられる。ECCSも、Cr及びCrOx両方のコーティングについて、典型的には、それぞれ20〜110mg/m及び2〜20mg/mの間の範囲内のコーティング重量で供給することができる。ECCSは、帯鋼の両側に等しいコーティング仕様で、又は側ごとに異なったコーティング重量で送達することができ、後者は、帯鋼を異なってコートするといわれる。ECCSの製造は、現在、クロムの主成分に、6価クロム又はCr(VI)としても知られるその6価状態で溶液を使用することを含む。
6価クロムは、現在、環境に対して潜在的に有害であり、作業者の安全性に関して危険とみなされる有害物質と考えられている。それ故、製作中に6価クロムの使用にたよらず、従来のブリキ及びECCSを置き換えることができる代替金属コーティングの開発に対する動機がある。
ブリキを不動態化するための6価クロムの使用に対する代替法を提供することが本発明の目的である。
製品の性質を、例えば腐蝕性能及びイオウによる着色に対する耐性に関して改善するために、従来のブリキに代わるものを提供することが、本発明の目的である。
製作中に6価クロムの使用に依存しない腐蝕保護と組み合わせた、有機コーティングに対する優れた乾式接着を提供する、ブリキ及びECCSを代替する基材を提供することも本発明の目的である。
これらの目的の1つ又は2つ以上が、
1.再結晶され焼き鈍され1回還元された又は2回還元されたパッケージング用の鋼基材(即ちブリキ原板)、又は
2.冷間圧延及び回復焼き鈍しされたブリキ原板
を含み、
基材の片側又は両側が、3価クロム電気メッキ法を使用することにより単一のメッキステップで製造された金属クロム−酸化クロム(Cr−CrOx)コーティング層でコートされたパッケージング用鋼基材を提供することにより達せられる。
パッケージング用鋼基材は、好ましくは、ストリップの形態で提供される。
ECCSの製造のために、一般的に3種のクロムメッキ法が世界中で使用されている。該3種の方法は、「ワンステップ垂直法」(V−l)、「ツーステップ垂直法」(V−2)、及び「ワンステップ水平高電流密度法」(HCD)であり、Cr(VI)電解質に基づく。ECCSの仕様は、ヨーロッパ電気標準規格EN10202:2001で標準化されている。ツーステップ垂直法では、第2ステップで酸化クロム層を適用するために硫酸を含まないCr(VI)電解質が使用される。硫酸は、金属クロムの適用において優れた有効性のために必要とされ、それ故、これらの工程において金属クロムメッキステップのために常に使用される。「ワンステップ垂直法」及び「ワンステップ水平高電流密度(HCD)法」は、常に酸化物層中に硫酸塩を有するが、それは、金属クロム及び酸化クロムが、同じ電解質中で同時に生成するからである(Boelen、博士論文TU Delft 2009年、8〜9頁、ISBN978−90−805661−5−6)。全ての場合に、ECCSは、金属クロムの上の酸化クロム層からなる。
本発明による方法においては、最初に金属クロム層を堆積させて、次に変換層として上に酸化クロム層を提供することによるのではなく、金属クロム及び酸化クロムを含むコーティング層が堆積される。Cr−CrOx層は、Cr酸化物及びCr金属の混合物からなるべきであり、Cr酸化物は、最外表面に別個の層として存在するのではなくて、Cr−CrOx層全体にわたって混合されているべきである。言うまでもなく、例えば、金属クロム及び酸化クロム層を含むさらに厚いコーティング層が堆積されるべきであれば、次々と2回以上のこれらの単一のメッキステップがあってもよい。それ故、単一のメッキステップという語句は、これらの単一のメッキステップの1つだけが使用されることを意味するとは限らない。
パッケージング用鋼基材は、炭素含有率について、それぞれ0.05と0.15の間(LC)、0.02と0.05(ELC)の間又は0.02(ULC)未満の重量パーセントで表される低炭素(LC)、極低炭素(ELC)又は超低炭素(ULC)のストリップの形態で、通常提供される。マンガン、アルミニウム、窒素のような合金になる元素が、時にはホウ素のような元素も、機械的性質を改善するために添加される(例えば、EN10202、10205及び10239も参照されたい)。本発明の一実施形態において、基材は、チタン安定化、ニオブ安定化又はチタン−ニオブ安定化の間入型のない鋼などの間入型のない低炭素鋼、極低炭素鋼又は超低炭素鋼からなる。
電気メッキ工程に基づいて3価クロムから製造される金属クロム−酸化クロム(Cr−CrOx)コーティングは、有機コーティングに対する優れた接着を示すことが見出された。この態様において、3価クロム電着工程から製造される金属クロム−酸化クロム(Cr−CrOx)コーティングは、6価クロム電着工程により製造される従来のECCSと比較して非常に類似する接着性を有する。Cr−CrOxコーティング層の厚さを増加させることにより、コーティングの空孔率は減少して、その腐蝕耐性は改善される。
Cr−CrOxコーティングは、従来の、不動態化されていない電着された、及び場合により流動溶融されたブリキ(ETP、電解ブリキ)に適用することができる。Cr−CrOx層は、酸化スズの成長が抑制されることを確実にする、即ち、それは不動態化機能を有する。Cr−CrOx厚さが増大すると、湿潤接着性能、即ち、滅菌後の有機コーティング接着が、従来の6価クロムで不動態化されたブリキを凌ぐことが、予想外のこととして見出された。それに加えて、いわゆるイオウ着色、即ち、イオウを含有する内容物との接触に基づくブリキの褐色変色は、十分厚いCr−CrOxコーティングを適用することにより完全に抑制することができる。それ故、本発明の材料は、6価クロムで不動態化されたブリキの置き換えに非常に適し、場合により、標準的ブリキの技術的性能の限界を超える。工程の観点から、Cr−CrOxコーティング層が単一工程のステップで適用されるという事実は、2つの工程のステップが組み合わされることを意味し、それは、工程の経済性及び環境への影響に関して有利である。
あるいはCr−CrOxコーティングは、ブリキ原板のパッケージング用鋼基材に、スズコーティングを前もって適用せずに、直接適用することができる、即ち、裸の鋼表面に直接適用することができる。Merriam Websterによれば、ブリキ原板は、スズでコートされることによりスズメッキされたことがない鋼板、又はスズにより与えられる保護が不必要な未コートで使用される鋼板と定義されている。この材料の、熱硬化性ラッカー及び熱可塑性コーティングの両方の有機コーティングに対する乾式接着レベルは、ECCSの使用に通常関わるものにほぼ等しくなり得ることが見出された。本発明による材料は、中程度の腐蝕耐性を必要とする用途について、ECCSを直接置き換えるのに使用することができる。
その大きい利点は、環境への影響並びに健康及び安全性の両方に関して、本発明により、ECCS及びブリキに通常帰せられる製品の性能性質を保持しながら、6価クロムの化学の使用が防止されるという事実である。
一実施形態において、不動態化されていないブリキに適用されるCr−CrOxコーティング層は、少なくとも20mgCr/mを含有し、酸化スズ不動態化効果を創り出す。この厚さは、多くの目的にとって適切である。
一実施形態において、不動態化されていないブリキに適用されるCr−CrOxコーティング層は、少なくとも40mgCr/m、好ましくは少なくとも60Cr/mを含有し、酸化スズ不動態化効果を創り出して、イオウ変色を防止又は排除する。イオウ変色を防止又は排除するために、20mgCr/mの層は、薄すぎることが見出された。少なくとも約60mgCr/mの層厚さでイオウ変色は実用上排除されるが、約40mgCr/mの厚さで出発して、イオウ変色はすでに非常に減少する。
適当な最大厚さは、140mgCr/mであることが見出された。好ましくは、不動態化されていないブリキに適用されるCr−CrOxコーティング層は、少なくとも20から140mgCr/m、より好ましくは少なくとも40及び/又は最大で90mgCr/m、及び最も好ましくは少なくとも60及び/又は最大で80mgCr/mを含有する。
これらの実施形態では、6価クロムで不動態化されたブリキを置き換えることが目標である。製作から6価クロムを排除することに加わる主要な利点は、極めて優れたイオウ変色耐性及び改善された腐蝕耐性を有する製品を創り出す可能性である。
製品のCr−CrOx層厚さの増加に伴う材料変化の色は、コーティング厚さが増加するに従って暗色になる(即ち、より低いL−値)ことが見出された。パッケージング用鋼の光学的性質は、エアロゾルの缶のような金属の容器の魅力的で美的な外観を創るために非常に重要なので、これは、特定の用途にとって本発明の欠点と考えることもできる。しかしながら、これらの問題を回避する一つの道は、例えば、材料の片側に低いCr−CrOxコーティング重量を使用して、一方、他の側により厚いCr−CrOxコーティング重量を適用する差別コーティングを使用することであろう。より厚いCr−CrOxコーティング重量を含有する表面は、改善された腐蝕耐性の性質の利点を使用するために、容器の内側に使用するべきである。その場合に、Cr−CrOxコーティング重量が低い方の表面は、腐蝕耐性の必要性が通常あまり重要ではない容器の外側にあって、最適の光学的性質を保証する。
一実施形態において、ブリキ原板に適用されるCr−CrOxコーティング層は、少なくとも20mgCr/mであって、ECCSの機能性(例えば、中程度の腐蝕耐性と組み合わされた有機コーティングへの優れた接着)にほぼ等しい材料を創る。好ましくはブリキ原板に適用されるCr−CrOxコーティング層は、少なくとも40mgCr/m、より好ましくは少なくとも60mgCr/mである。適当な最大厚さは、140mgCr/mであることが見出された。好ましくはブリキ原板に適用されるCr−CrOxコーティング層は、少なくとも20から140mgCr/m、より好ましくは少なくとも40mgCr/m、及び最も好ましくは少なくとも60mgCr/mを含有する。一実施形態において、適当な最大値は110mgCr/mである。
Cr−CrOxコートブリキ原板は、ECCSを置き換えることを目標とする。製作から6価クロムを排除することの加わる主要な利点は、ブリキの極めて優れた腐蝕耐性の性質は必要とされない用途のための製品を創る可能性である。工程の観点から、Cr−CrOxコーティング層が単一工程のステップで適用されるという事実は、2つの工程のステップが組み合わされることを意味し、それは、工程の経済性及び環境への影響に関して有益である。
Cr−CrOxコーティングは、冷間圧延されて回復焼き鈍しされたブリキ原板、又は冷間圧延されて回復焼き鈍しされた電着された、場合により流動溶融されたブリキにも適用することができる。これらの基材は、再結晶された1回還元ETP又はブリキ原板又は2回還元ブリキ原板よりむしろ回復焼き鈍しされた基材を有する。基材の微細構造における差は、Cr−CrOxコーティングに実質的に影響するとは認められなかった。
本発明による材料は、熱可塑性コーティングとの組合せで使用することができるが、伝統的にECCSがラッカーとの組合せで使用される用途にも(即ち、スズ製パン型などの耐熱鍋又は中程度の腐蝕耐性の必要性がある製品のための)又は腐蝕耐性に関する必要性が中程度の用途ための従来のブリキに代わるものとしても使用することができることが見出された。
一実施形態において、コートされた基材が、熱硬化性有機コーティング、又は熱可塑性の単層ポリマーコーティング、若しくは熱可塑性の多層ポリマーコーティングのいずれかからなる有機コーティングと共にさらに提供される。Cr−CrOx層は、従来のECCSを使用することにより得られるのと同様な、有機コーティングへの優れた接着を提供する。
好ましい一実施形態において、プラスチックポリマーコーティングは、ポリエステル若しくはポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂の使用を含む1層又は2層以上を含むポリマーコーティング系であるが、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、フルオロカーボン樹脂、ポリカーボネート、スチレン型の樹脂、ABS樹脂、塩素化ポリエーテル、イオノマー、ウレタン樹脂及び官能化ポリマーも含むことができる。
ポリエステルは、ジカルボン酸とグリコールから構成されるポリマーである。適当なジカルボン酸の例として、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸及びシクロヘキサンジカルボン酸が挙げられる。適当なグリコールの例として、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコールその他が挙げられる。3種類以上のジカルボン酸又はグリコールを一緒に使用することもできる。
ポリオレフィンとして、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン又は1−オクテンのポリマー又はコポリマーが挙げられる。
アクリル系樹脂として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル又はアクリルアミドのポリマー又はコポリマーが挙げられる。
ポリアミド樹脂として、例えば、いわゆるナイロン6、ナイロン66、ナイロン46、ナイロン610及びナイロン11が挙げられる。
ポリ塩化ビニルは、ホモポリマー及び、例えば、エチレン又は酢酸ビニルとのコポリマーを含む。
フルオロカーボン樹脂として、例えば、四フッ素化ポリエチレン、三フッ素化一塩素化ポリエチレン、六フッ素化エチレン−プロピレン樹脂、ポリフッ化ビニル及びポリフッ化ビニリデンが挙げられる。
例えば、無水マレイン酸グラフトにより官能化されたポリマーとして、例えば、改変ポリエチレン、改変ポリプロピレン、改変エチレンアクリレートコポリマー及び改変エチレン酢酸ビニルが挙げられる。
2種以上の樹脂の混合物も使用することができる。さらに、該樹脂は、抗酸化性物質、熱安定剤、UV吸収剤、可塑剤、顔料、核化剤、帯電防止剤、離型剤、粘着防止剤その他と混合することができる。そのような熱可塑性ポリマーコーティング系の使用は、缶の作製及び缶の使用において、保存寿命などの優れた性能を提供することを示した。
第2の態様により、本発明は、パッケージング用途ためのコートされた鋼基材を製造する工程で具体化され、該工程は、金属クロム−酸化クロムコーティングの基材への電着を含み、前記金属クロム−酸化クロムコーティングの前記基材への電着は、3価クロム化合物、任意選択のキレート剤、任意選択の伝導性強化塩、任意選択の復極剤、任意選択の界面活性剤を含み、酸又は塩基を添加してpHを調節することができるメッキ溶液から単一のメッキステップで起こる。
一実施形態において、Cr−CrOxコーティングの電着は、キレート剤がギ酸アニオンを含み、伝導性強化塩はアルカリ金属カチオンを含有し、及び復極剤は臭化物を含有する塩を含む電解質を使用して達成される。
一実施形態において、キレート剤、伝導性強化塩及び復極剤中のカチオン種は、カリウムである。カリウムを使用する利点は、電解質中におけるその存在が、いかなる他のアルカリ金属カチオンよりも、溶液の電気伝導度を大きく増大させ、そのようにして、電着工程を推進するために要する電解槽電圧を低下させることに対する最大の寄与を届けることである。
本発明の一実施形態において、Cr−CrOxを堆積させるために使用された電解質の組成物は、120g/lの塩基性硫酸クロム、250g/lの塩化カリウム、15g/lの臭化カリウム及び51.2g/lのギ酸カリウムであった。pHは、硫酸の添加により、25℃で測定して2.3と2.8の間の値に調節した。
本発明により、クロムを含有するコーティングは、好ましくは、3価クロムに基づく電解質から、40℃と70℃の間、好ましくは少なくとも45℃及び/又は最大で60℃の浴温で堆積される。
驚くべきことに、単一工程のステップでこの電解質から金属クロム−酸化クロムコーティング層を電着することが可能であることが見出された。先行技術に従えば、例えばホウ酸のような電解質に緩衝剤を添加することが、金属クロムの電着が起こることを可能にするために厳格に求められる。それに加えて、金属クロム及び酸化クロムを同じ電解質から堆積させることは、この緩衝効果(緩衝剤は、金属クロムの電着に必要であるが、酸化クロムの形成を排除し、その逆も成り立つ)のために、可能でないと報告されている。しかしながら、十分に大きい陰極電流密度が適用される条件では、緩衝剤のそのような添加は、金属クロムを堆積させるために必要でないことが見出された。
XPS深さプロファイルを測定して、測定されたピークは、Fe2p、Cr2p、Ols、Sn3d、Clsであった。Cr層は、Cr酸化物とCr金属の混合物からなること、及びCr酸化物は、最外表面に別個の層として存在せずに、層全体にわたって混合されていることが観察された。これは、Cr層全体に存在することが、O−ピークによっても示される。全ての場合に、Cr−CrOx層は、輝く金属的外観を有する。
金属クロムの電着が起こるためには、電流密度に対するある閾値が超えられなければならず、該閾値は、水素ガスの発生及び種々の(キレートされた)ポリクロム水酸化物錯体の平衡の結果としてある値に達するストリップ表面におけるpHに密接に関連すると考えられる。電流密度に対するこの閾値値を越えた後、金属クロム−酸化クロムコーティング層の電着は、金属の従来の電着で観察されるように、ファラデーの法則に従って、増大する電流密度と共に実質的に直線的に増大することが見出された。閾値電流密度の実際の値は、ストリップ表面における物質移動条件と密接に関連するように思われる。即ち、この閾値は、増大する物質移動速度と共に増大することが観察された。この現象は、ストリップ表面におけるpH値の変化によって説明することができる。即ち、増大する物質移動速度で、ヒドロニウムイオンのストリップ表面への供給が増大し、定常状態の工程条件下において、ストリップ表面における特定のpHレベル(全体のpHより明らかに高い)を維持するために、陰極電流密度における増大が必要となる。この仮説の妥当性は、全体的電解質のpHを2.5と2.8の間の値で変化させた実験から得られた結果により支持される。即ち、電流密度に対する閾値は、増大するpH値と共に減少する。
3価クロムを主成分とする電解質からのCr−CrOxコーティングの電着工程に関して、陽極における3価クロムのその6価状態への酸化を防止/極小化することは重要であり、適当な陽極又は陽極材料が選択されなければならない。下で、及び同時係属出願EP12193623で記載した水素ガス拡散陽極を使用することにより、Cr(IV)の形成を防止することができる。
本発明の一実施形態において、Cr(IV)の形成は、水素ガス(H(g))が酸化される1本の又は2本以上の又はただ1本の水素ガス拡散陽極を使用することにより防止することができる。水性溶液中のH(プロトン)は、例えば、ヒドロニウムイオン(H)として1個又は2個以上の水分子と結合する。水(HO)が酸化されて酸素(O(g))になる陽極を使用するときに、より高い陽極の過電圧で起こる、Cr(IV)の形成などの望ましくない酸化反応の起こることを、H(g)のH(aq)への酸化が防止する。
反応H(g)→2H(aq)+2eは、0.00V(SHE)の陽極電圧で起こる。反応2HO→4H(aq)+O(g)+4eは、1.23V(SHE)の陽極電圧で起こる。水が酸化されて酸素になる陽極が使用されると、そのときには、水素ガスが酸化される陽極を使用するときに可能でなかった反応が可能になる。
そのような望ましくない酸化反応の一つは、Cr(III)のCr(VI)への酸化であり、この酸化反応は、H(g)が酸化されてHになる水素ガス拡散陽極(GDA)を使用することにより完全に排除することができる。
本発明の方法の一実施形態において、H(g)は、水素ガス拡散陽極において、少なくとも99%、好ましくは100%の電流効率で酸化されてH(aq)になる。電流効率が高い程、望ましくない副反応の尤度は小さい。それ故、電流効率は、少なくとも99%、好ましくは100%であることが好ましい。熱力学的及び動力学的考察に基づいて、水素ガス拡散陽極を使用することにより、陽極作動電圧が、Cr(III)酸化が起こるにはあまりに低すぎるときに、Cr(III)酸化のリスクが完全に排除されると論ずることができる。
熱力学的に、標準条件下で(即ち、25℃の温度及び1気圧の圧力)、>0Vの電極電圧は、H(g)を酸化してH(aq)にするためにすでに十分であるが、それに対して、HOを酸化してO(g)にするためには、>1.23Vの電極電圧が必要とされる。Cr(III)は、電極電圧が>1.35Vである場合にのみ、Cr(VI)に酸化され得る。
電極電圧は、標準水素電極に対して測定される。標準水素電極(SHEと略記する)は、酸化還元電圧の熱力学尺度の基準を形成するレドックス電極である。その絶対電極電圧は、25℃で4.44±0.02Vであると見積もられるが、全ての他の電極反応と比較するための基準を形成し、水素の標準電極電圧(E°)は、全ての温度でゼロであると宣言されている。任意の他の電極の電圧は、同じ温度における標準水素電極の電圧と比較される。
そのときの平衡(ゼロ電流)電圧は、ネルンストの式に適当な温度、圧力及び電気的活性種の活性を記入することにより計算することができる。特定の陽極電流を発生させるために必要な陽極作動(ゼロでない電流)電圧は、活性化過電圧(即ち、電極反応を進めるために要する電位差)及び濃度過電圧(即ち、電極における電気的活性種の濃度勾配を補償するために必要な電位差)により決定される。
(g)のH(aq)への酸化のために必要な低い陽極過電圧に基づいて、陽極作動電圧は、Cr(III)の酸化が起こり得る値より常にはるか下にとどまるであろう(電流がSHEに対する陽極電圧に対して点綴されている図4を参照されたい)。第1に、この結果、電着工程のエネルギー消費は低くなる。第2に、約1.35V未満の陽極電圧において、Cr(III)のCr(VI)への酸化は可能でない(矢印との交差で示した)。
一実施形態において、復極剤は電解質に添加されない。水素ガス拡散陽極が使用される場合、そのときには復極剤の電解質への添加は必要でなくなる。
水素ガス拡散陽極の使用には、塩化物を含有する電解質の使用が塩素形成のリスクを伴わずに可能になるという利点が加わる。この塩素ガスは、環境及び作業者に有害である可能性があり、それ故望ましくない。これは、Cr(III)電解質の場合、該電解質が、部分的に又は全体的に塩化物に基づくことが可能であることを意味する。塩化物を主成分とする電解質を使用する利点は、電解質の伝導性が硫酸塩のみに基づく電解質と比較してはるかに高く、そのため、電着を実施するために必要な電解槽電圧が低くなり、その結果、エネルギー消費が少なくなることである。
活性な電極触媒表面における溶解した水素の酸化反応は、非常に速い工程である。液体電解質中の水素の溶解度は低いことが多いので、この酸化反応は、物質移動律速により容易に制御されるものになり得る。多孔質電極は、物質移動律速を克服するように特にデザインされている。水素ガス拡散陽極は、水素ガス、電解質流体及び電導性多孔質マトリックス(例えば、多孔質炭素又は多孔質金属発泡体)に適用された固体電極触媒(例えば、白金)の3相界面を含む多孔質陽極である。そのような多孔質電極を使用することの主な利点は、それが、小体積中に含まれる反応のための非常に大きい内部表面積を、気液界面から反応部位までの非常に減少した拡散経路長さと組み合わせて提供することである。このデザインにより、水素の物質移動速度は大きく増大し、一方、真の局所電流密度は所与の全電極電流密度で減少し、その結果、電極電圧は低くなる。
本発明で提案する電着方法で使用されるガス拡散陽極アセンブリーは、典型的には、以下の機能要素の使用を含む(図5を参照されたい)。ガス供給室1、電流コレクター2及び、親水性反応層4と組み合わされた疎水性の多孔質ガス拡散輸送層3からなるガス拡散陽極(図5を参照されたい)。親水性反応層は、液体電解質に(部分的に)浸かった微細孔のネットワークで作られる。場合により、反応層は、外側にあるNafion(登録商標)膜のようなプロトン交換膜5を備え、ガス拡散陽極の内側の電極表面以外の液体電解質中に存在する化学種の拡散(アニオン又は大きい中性分子のような)を防止するが、それは、これらの化合物は、電極触媒部位の作用を阻害して、電気的触媒活性の劣化を惹起する恐れがあるからである。
ガス供給室の主要な機能は、水素ガスを、水素ガス拡散陽極の疎水性の裏側に均等に供給することである。ガス供給室には2つの接続が必要である:1つは水素ガスを供給するため、及び1つは、小量の水素ガスを放出して、供給される水素ガス中に痕跡量で存在する可能性のあるガス相汚染物質の蓄積を防止することを可能にするためである。ガス供給室は、水素ガスが疎水性の裏側に均等に分配されることを確実にするためのチャンネル型構造をしばしば備える。
電流コレクター2は、水素ガス拡散陽極の疎水性の裏側3に(通常)取り付けられて、陽極の内側で発生した電流の整流器(図5には示さず)への輸送を可能にする。この電流コレクター板は、水素ガスが水素ガス拡散陽極の裏側に接触することを可能にして、水素ガスがガス拡散陽極の内側の反応側に輸送され得るように、設計されなければならない。通常、これは、多数の孔を有する導電性の板、金網又は例えば、チタンで作製された膨張された金属シートを使用することにより達成される。
ガス供給チャンネル及び電流コレクターの機能は、組み合わせて単一の構成要素にすることもできて、それは、次に、ガス拡散陽極の疎水性の裏側に押しつけられる。
水素ガスが、水素ガス拡散陽極の疎水性の裏側を通って拡散したら、それは、陽極の親水性部分、即ち、反応層中に存在する電解質と接触する(図5、右側を参照されたい)。ガス−液体界面(3と4の間)で、水素ガスは、電解質中に溶解して、拡散により水素ガス拡散陽極の電極触媒活性部位に輸送される。通常、白金が電極触媒として使用されるが、白金−ルテニウム又は白金−モリブデン合金のような他の材料も使用することができる。電極触媒部位で、溶解した水素は酸化される:即ち、生じた電子は、ガス拡散陽極の導電性マトリックス(通常、炭素マトリックス)を通して電流コレクター2に輸送され、一方、ヒドロニウムイオン(H)は、プロトン交換膜を通って電解質中に拡散する。
一実施形態において、コートされた基材は、片側又は両側に、ラッカー塗りステップによる熱硬化性有機コーティング、又は熱可塑性の単一層、又は膜ラミネート化ステップ若しくは直接押出ステップによる熱可塑性の多層ポリマーからなる有機コーティングをさらに備える。
一実施形態において、プラスチックポリマーコーティングは、ポリエステル若しくはポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂の使用を含む1層又は2層以上を含むポリマーコーティング系であるが、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、フルオロカーボン樹脂、ポリカーボネート、スチレン型樹脂、ABS樹脂、塩素化されたポリエーテル、イオノマー、ウレタン樹脂及び官能化ポリマー;及び/又はそれらのコポリマー;及び/又はそれらのブレンドを含むこともできる。
好ましくは、基材は、Cr−CrOx電着に先立って、1から50g/lの間のNaCOを含有する炭酸ナトリウム溶液に35℃と65℃の間の温度で浸漬することにより清浄化され、そこで、0.5A/dmと2A/dmの間の陰極電流密度が、0.5秒ないし5秒の間適用される。
炭酸ナトリウム溶液は、好ましくは少なくとも2g/l及び/又は最大で5g/lのNaCOを含有する。
ここで、本発明を以下の実施例及び図によりさらに説明するが、本発明はこれらに限定されない。
実施例1
両側に2.8gSn/mのスズコーティング重量を有する従来の不動態化されていない、流動溶融されたブリキのシート(通常の鋼規格及び含炭量)を、酸化スズ層厚さを極小化するために電解前処理した。これは、上記シートを炭酸ナトリウム溶液(3.1g/lのNaCO、温度50℃)中に浸漬して、0.8A/dmの陰極電流密度を2秒間適用することにより行った。脱イオン水ですすいだ後、試料を120g/lの塩基性硫酸クロム、250g/lの塩化カリウム、15g/lの臭化カリウム及び51.2g/lのギ酸カリウムで構成される50℃に保たれた3価クロム電解質中に浸漬した。この溶液のpHを、硫酸添加により、25℃で測定して2.3に調節した。白金化されたチタン陽極を対極に使用して、21〜25mgCr/m(XRFにより測定)の間を含有するCr−CrOxコーティングを、10A/dmの陰極電流密度を約1秒間適用することにより、表面に堆積させた。そのように製造された試料は、輝く金属的外観を示した。
ブリキ上の薄いCr−CrOxコーティングの不動態化作用を検討するために、試料を、40℃及び80%RHの静的湿度レベルで長期貯蔵試験にかけた。次に、貯蔵中にブリキ表面に発生した酸化スズの量を、2週間及び4週間の露出後に測定して、貯蔵試験前(「0週間」とする)の試料上に存在した酸化スズの量と比較する。酸化スズ層厚さの定量を、S.C.Britton、「Tin vs corrosion」、ITRI Publication No.510(1975)、Chapter 4に記載されたように、比色法を使用して行う。酸化スズ層を、窒素を通すことにより酸素を除いた臭化水素酸(HBr)の0.1%溶液中で、制御された小さい陰極電流により還元した。酸化物の還元の進行を電圧測定により追跡して、完全な還元のために通した電荷(クーロン/m又はC/mで表す)を酸化スズ層厚さの尺度として役立てる。実施例1による試料についての結果を、6価クロムを使用して不動態化された同じブリキ材料、即ち、いわゆる311不動態化ブリキである参照材料の性能を含めて表1に示す。
結果は、薄いCr−CrOxコーティングを得るために本発明により処理された不動態化されていないブリキは、酸化スズ成長において完全な安定性を示し、性能において伝統的な311不動態化ブリキに十分匹敵することを示す。
実施例2
両側に2.8gSn/mのスズコーティング重量を有する従来の、不動態化されていない、流動溶融されたブリキのシート(通常の鋼規格及び炭素含有率)を、最初に電解前処理して酸化スズ層厚さを最小化した。これは、シートを炭酸ナトリウム溶液(3.1g/lのNaCO、温度50℃)中に浸漬して、0.8A/dmの陰極電流密度を2秒間適用することにより行った。脱イオン水ですすいだ後、試料を120g/lの塩基性硫酸クロム、250g/lの塩化カリウム、15g/lの臭化カリウム及び51.2g/lのギ酸カリウムで構成される50℃に保たれた3価クロム電解質中に浸漬した。この溶液のpHを、硫酸を添加することにより、25℃で測定して2.3に調節した。白金化されたチタン陽極を対極に使用して、15A/dmの陰極電流密度を約1秒間適用することにより、65〜75mgCr/m(XRFにより測定)の間を含有するCr−CrOxコーティングを表面に堆積させた。そのように製造された全ての試料は、輝く金属的外観を示した。典型的なSEM像を図1及び図2に示すが、それらの図はスズ表面における金属クロム−酸化クロムの非常に微細な粒子の堆積を示す。
次に、シートに市販のエポキシ酸無水物ラッカー系(AkzoNobelにより供給されるVitalure(商標)120)を適用して、ラッカー塗りした。それに続いて、ラッカー塗りされたシートを、Erichsenカッピングにより局所的に変形させた。
クロム−酸化クロムコートブリキの性能を分析するために、数通りの滅菌試験を行って平坦な及び変形した材料上における湿潤接着性能を評価した。表2に示したように、合計で5通りの異なった滅菌培地をこれらの試験中に使用した。
滅菌後に、パネルのラッカー接着のレベルを、ブリスター形成(膨れのサイズ及び数)及び視覚的変色について評価した(クロスカット及びテープ試験(ISO2409:1992(E)により)。結果の全体を、参照材料(6価クロムを使用して不動態化された同じブリキ材料、即ち、いわゆる311不動態化ブリキである)の性能を含めて表3に示す。性能の順位は0から5の目盛りで、0は優れた性能であり、5は非常に劣る性能である。結果を観察数にわたって平均化し、十進法の値でスコアにした。
本発明者らは、本発明により製作されたブリキの変形種は、6価クロムを使用して不動態化された標準的ブリキ(即ち、参照)と比較して一貫して同等以上の性能を発揮したことを見出した。素晴らしいのは、イオウ変色が本発明による材料については見出されないという事実であり、それは、従来の不動態化されたブリキでは達成困難であり、ブリキのための6価クロムを用いない代替的不動化では達成困難なことはよく知られている。
実施例3
どのような金属コーティングも含まないブリキ原板のコイル(通常の鋼規格及び炭素含有率)を、20m/分のライン速度で走る加工処理ラインで処理した。加工処理配列は、ストリップを約10秒間、60℃に保った30ml/1の市販の清浄化剤(Percy P3)及び40g/lのNaOHを含有する溶液を通して走らせることによる鋼のアルカリ清浄化で開始した。ストリップの清浄化中に、1.3A/dmの陽極電流密度を適用した。脱イオン水ですすいだ後、帯鋼を酸溶液に約10秒間通して、表面を活性化した。酸溶液は50g/l HSOからなり、25℃に保った。脱イオン水ですすいだ後、帯鋼を、50℃に保たれた3価クロムを主成分とする電解質を含む電気メッキ槽中に通した。この電解質は、120g/lの塩基性硫酸クロム、250g/lの塩化カリウム、15g/lの臭化カリウム及び51.2g/lのギ酸カリウムからなった。この溶液のpHを、硫酸を添加することにより、25℃で測定して2.3に調節した。電気メッキ槽は、1組の白金化されたチタンからなる陽極を含んだ。ストリップの加工処理中に、約17A/dmの陰極電流密度を丁度1秒かけて適用し、60〜70mgCr/mのクロム−酸化クロムコーティングを(XRFにより測定)ブリキ原板表面に電着した。そのように製造された全ての試料は、輝く金属的外観を示した。典型的なSEM像を図1及び図2に示すが、それらは、鋼表面に金属クロム−酸化クロムの非常に微細な粒子の堆積を示す。
そのように製造された材料を、コーティングラインに通して、市販の厚さが20マイクロメートルのPETフィルムに、ヒートシーリングにより貼った。膜ラミネート化後、コートされたストリップを、金属のPETラミネート化のための通常の加工処理方法により、PETの融点を超える温度に後加熱し、続いて室温の水で急冷した。同じ手順を、ECCSの商業的に製造されたコイルを使用して、参照材料の製作のために続けて行った。
ラミネートされた材料は、標準的な食品用DRD缶(211×400)を製造するために使用した。全ての場合に、PETフィルムの缶壁への乾式接着は良好であった。このことは、缶壁に付いているPETフィルムのT剥離力を測定することにより確認した。上記剥離力は、本発明による材料及び市販のECCS(約7N/15mm)の両方に適用されたPETフィルムについて同様な値を示した。
それに続いて、DRD缶を異なった培地で満たして閉じ、滅菌処理にかけた。偶発的なコーティング損傷の効果をシミュレートして観察するために、缶壁につけた引っかき傷のある幾つかの缶を処理した。行われた滅菌試験のタイプの概要を表4に示す。
滅菌処理後、DRD缶を室温に冷却し、空にしてすすぎ、1日間乾燥した。底及び缶壁の腐蝕斑及び膨れの存在を視覚的に判断した。その結果は、表5に示したように、本発明による材料の滅菌性能は、ECCS参照と比較して総体的に若干劣ることを示す。該材料は、特にコーティング損傷後の腐蝕/コーティング層間剥離を受け易いように思われる。しかしながら、これらの滅菌試験は非常に過酷なので、実用上、本発明による材料は、特に選択された滅菌を含む用途で使用することができる。
性能の順位付けは、0から5の目盛りで、0は優れた性能であり、5は非常に劣る性能である。
実施例4
どのような金属コーティングも含まないブリキ原板のコイル(通常の鋼規格及び炭素含有率)を、先行実施例に記載したのと同一の加工処理ラインで処理してCr−CrOxコーティングを適用した。
次に、このコイルから切ったシートに、市販のエポキシフェノールラッカー系(AkzoNobelにより供給されたVitalure TM345)を適用してラッカー塗りした。それに続いて、ラッカー塗りしたシートをErichsenカッピングにより局所的に変形させた。
クロム−酸化クロムでコートされたブリキ原板の性能を分析するために、数通りの滅菌試験を行って平坦な材料及び変形した材料上における湿潤接着性能を評価した。表6に示したように、合計で5通りの異なった滅菌培地をこれらの試験中に使用した。
滅菌後、パネルを、ラッカー接着(クロスカット及びテープ試験(ISO2409:1992(E))により)、ブリスター形成(膨れのサイズ及び数)及び視覚的変色のレベルに関して評価した。市販のECCSを使用した参照材料の性能を含めて全体的結果を表7に示す。性能の順位は0から5の尺度で、0は優れた性能であり、5は非常に劣る性能である。
本発明者らは、本発明に従って製作されたCr−CrOxコートブリキ原板材料は一貫して従来のECCSと同様な性能を発揮することを見出した。
図1及び2は、金属クロム−酸化クロムの非常に微細な粒子の表面への堆積を示す典型的なSEM像を示す。図1は、ブリキ基材に関し、図2はブリキ原板基材に関する。 図1及び2は、金属クロム−酸化クロムの非常に微細な粒子の表面への堆積を示す典型的なSEM像を示す。図1は、ブリキ基材に関し、図2はブリキ原板基材に関する。 図3は、種々のパッケージング用途の概要を示す。X軸にパッケージング用鋼の等級、Y軸に典型的な厚さの範囲を、本発明によるパッケージング用鋼基材が使用され得るこれらの用途について示す。 図4は、陽極電圧(SHE)に対して点綴された電流を示す。 図5は、ガス拡散陽極の模式図を示す。

Claims (9)

  1. 1.再結晶され焼き鈍され1回還元された又は2回還元されたパッケージング用の鋼基材(即ちブリキ原板)、又は
    2.冷間圧延及び回復焼き鈍しされたブリキ原板
    を含み、
    基材の片側又は両側が、3価クロム電気メッキ法を使用し、単一のメッキステップで製造された金属クロム−酸化クロム(Cr−CrOx)コーティング層でコートされたパッケージング用鋼基材。
  2. 金属クロム−酸化クロム層が、好ましくは、20mg/mと140mg/mの間、より好ましくは40mg/mと90mg/mの間、及び最も好ましくは60mg/mと80mg/mの間の全クロム含有率を有する、請求項1に記載のパッケージング用途のためのコートされた基材。
  3. 先行する請求項のいずれか一項に記載のパッケージング用途のためのコートされた基材であって、該コートされた基材は、熱硬化性有機コーティング、又は熱可塑性の単層コーティング、又は熱可塑性の多層ポリマーコーティングのいずれかからなる有機コーティングをさらに備え、好ましくは、該プラスチックポリマーコーティングは、ポリエステル若しくはポリオレフィン、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、フルオロカーボン樹脂、ポリカーボネート、スチレン型樹脂、ABS樹脂、塩素化されたポリエーテル、イオノマー、ウレタン樹脂及び官能化ポリマーなどの熱可塑性樹脂;及び/又はそれらのコポリマー;及び又はそれらのブレンドを含む、1層又は2層以上のポリマーコーティング系である前記基材。
  4. 1.再結晶され焼き鈍され1回還元された又は2回還元されたパッケージング用の鋼基材(即ちブリキ原板)、又は
    2.冷間圧延及び回復焼き鈍しされたブリキ原板
    を含む、金属クロム−酸化クロムコーティングをパッケージング用途のための基材に堆積ことにより、パッケージング用途のためのコートされた鋼基材を製造する方法であって、
    3価クロム化合物、キレート剤、任意選択の伝導性強化塩、任意選択の復極剤、任意選択の界面活性剤の混合物を含み、場合によりpHを調節するために酸又は塩基が添加されたメッキ溶液から、単一工程のステップで前記基材上に前記金属クロム−酸化クロムコーティングを電気的に堆積させることを含む前記方法。
  5. キレート剤がギ酸アニオンを含み、伝導性強化塩がアルカリ金属カチオンを含有し、復極剤が臭化物含有塩を含む、請求項4に記載の方法。
  6. キレート剤、伝導性強化塩及び復極剤におけるカチオン種はカリウムである、請求項4から5までのいずれか一項に記載の方法。
  7. コートされた基材が、片側又は両側に、ラッカー塗りステップによる熱硬化性有機コーティング、又は膜ラミネート化ステップ若しくは直接押出ステップによる熱可塑性の単層の若しくは熱可塑性の多層のポリマーからなる有機コーティングをさらに備え、好ましくは、該プラスチックポリマーコーティングは、ポリエステル又はポリオレフィン、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、フルオロカーボン樹脂、ポリカーボネート、スチレン型樹脂、ABS樹脂、塩素化されたポリエーテル、イオノマー、ウレタン樹脂及び官能化ポリマーなどの熱可塑性樹脂;及び/又はそれらのコポリマー;及び又はそれらのブレンドを含む1層又は2層以上を含むポリマーコーティング系である、請求項4から6までのいずれか一項に記載の方法。
  8. 陽極が、ガス拡散陽極などのように、メッキステップ中におけるCr(III)イオンのCr(VI)イオンへの酸化を減少させるか又は排除するように選択される、請求項4から7までのいずれか一項に記載の方法。
  9. クロムを含有するコーティングが、好ましくは、3価クロムを主成分とする電解質から40℃と70℃の間、好ましくは少なくとも45℃及び/又は最大で60℃の温度で堆積される、請求項4から8までのいずれか一項に記載の方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016528378A (ja) * 2013-06-20 2016-09-15 タタ、スティール、アイモイデン、ベスローテン、フェンノートシャップTata Steel Ijmuiden Bv クロム−酸化クロム被覆基板を製造する方法
JP2020109205A (ja) * 2018-12-13 2020-07-16 ティッセンクルップ ラッセルシュタイン ゲー エム ベー ハー 三価クロム化合物を含む電解液を使用してクロムおよび酸化クロムのコーティングで被覆された金属ストリップの製造方法
KR20200105701A (ko) 2018-02-09 2020-09-08 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 용기용 강판 및 용기용 강판의 제조 방법
KR20230093036A (ko) 2020-12-21 2023-06-26 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 표면 처리 강판 및 그 제조 방법
KR20230093037A (ko) 2020-12-21 2023-06-26 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 표면 처리 강판 및 그 제조 방법

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2583372T3 (es) 2012-03-30 2016-09-20 Tata Steel Ijmuiden Bv Sustrato recubierto para aplicaciones de empaquetado y un método para producir dicho sustrato recubierto
JP2017001312A (ja) * 2015-06-11 2017-01-05 吉田 英夫 ワークの皮膜形成構造およびワークの皮膜形成方法
BR112018068626B1 (pt) 2016-04-04 2023-02-23 Tata Steel Ijmuiden Bv Laminado e processo para a produção do mesmo em uma linha de revestimento
KR102387496B1 (ko) * 2016-11-14 2022-04-15 타타 스틸 이즈무이덴 베.뷔. 도금 층으로 비코팅 강 스트립을 전기 도금하는 방법
TWI725581B (zh) * 2018-10-19 2021-04-21 德商德國艾托特克公司 用於電解鈍化銀、銀合金、金或金合金表面之方法
DE102018132074A1 (de) 2018-12-13 2020-06-18 thysenkrupp AG Verfahren zur Herstellung eines mit einer Beschichtung aus Chrom und Chromoxid beschichteten Metallbands auf Basis einer Elektrolytlösung mit einer dreiwertigen Chromverbindung
US11788199B2 (en) * 2019-02-25 2023-10-17 Tata Steel Ijmuiden B.V. Method for electrolytically depositing a chromium oxide layer
JP2022521963A (ja) * 2019-02-25 2022-04-13 タタ、スティール、アイモイデン、ベスローテン、フェンノートシャップ 酸化クロムコーティングブリキの製造方法
DE102019109354A1 (de) * 2019-04-09 2020-10-15 Thyssenkrupp Rasselstein Gmbh Verfahren zur Passivierung der Oberfläche eines Schwarzblechs oder eines Weißblechs und Elektrolysesystem zur Durchführung des Verfahrens
DE102019109356A1 (de) * 2019-04-09 2020-10-15 Thyssenkrupp Rasselstein Gmbh Verfahren zur Herstellung eines mit einer Beschichtung aus Chrom und Chromoxid beschichteten Metallbands auf Basis einer Elektrolytlösung mit einer dreiwertigen Chromverbindung und Elektrolysesystem zur Durchführung des Verfahrens
CN110339205B (zh) * 2019-08-19 2021-08-24 山东德信生物科技有限公司 富氢水组合物在抑制六价铬诱导的df-1细胞内质网应激及自噬中的应用
US11906203B2 (en) * 2019-09-27 2024-02-20 Ademco Inc. Water heater control system with powered anode rod
CN112446130A (zh) * 2020-10-15 2021-03-05 宝钢日铁汽车板有限公司 连续热镀锌机组退火炉的带钢跑偏仿真系统及控制方法
DE102021125696A1 (de) * 2021-10-04 2023-04-06 Thyssenkrupp Rasselstein Gmbh Verfahren zur Passivierung der Oberfläche eines Weißblechs und Elektrolysesystem zur Durchführung des Verfahrens
JP7401033B1 (ja) 2022-07-19 2023-12-19 Jfeスチール株式会社 表面処理鋼板およびその製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05320979A (ja) * 1991-08-13 1993-12-07 Nippon Steel Corp 潤滑性に優れた薄クロムめっき鋼板
JP2005029809A (ja) * 2003-07-07 2005-02-03 Nippon Steel Corp 溶接性及び耐内容物性に優れた容器用表面処理鋼板

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1129959A (en) * 1914-04-06 1915-03-02 Western Electric Co System for amplifying electric waves.
US2206131A (en) * 1937-02-02 1940-07-02 E J Lavino & Co Process for making corrected magnesia refractories
US3042592A (en) * 1959-06-05 1962-07-03 Gen Dev Corp Power supply for chromium plating
US3567599A (en) * 1967-06-21 1971-03-02 Inland Steel Co Electrochemical treatment of ferrous metal
US3679554A (en) * 1969-01-13 1972-07-25 Nippon Kokan Kk Method for electrolytic treatment of steel surface in a chromate solution
AU2348470A (en) 1969-12-29 1972-07-06 International Lead Zinc Research Organization Aqueous chromium plating baths
US3642586A (en) * 1970-05-12 1972-02-15 Republic Steel Corp Anodic treatment for stainless steel
JPS5230461B2 (ja) * 1972-01-14 1977-08-08 Nippon Kokan Kk
JPS4893550A (ja) * 1972-03-10 1973-12-04
GB1455580A (en) * 1973-12-13 1976-11-17 Albright & Wilson Electrodeposition of chromium
GB1580137A (en) * 1977-05-24 1980-11-26 Bnf Metals Tech Centre Electrolytic deposition of protective chromite-containing coatings
US4167460A (en) * 1978-04-03 1979-09-11 Oxy Metal Industries Corporation Trivalent chromium plating bath composition and process
GB1602404A (en) 1978-04-06 1981-11-11 Ibm Electroplating of chromium
FR2465011A1 (fr) * 1979-09-06 1981-03-20 Carnaud Sa Materiau constitue d'une tole d'acier protegee, son procede de fabrication, et ses applications, ntamment aux boites de conserve
US4461680A (en) 1983-12-30 1984-07-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Process and bath for electroplating nickel-chromium alloys
JPS60208494A (ja) * 1984-03-31 1985-10-21 Kawasaki Steel Corp 溶接性に優れたシ−ム溶接缶用表面処理鋼板
JPS60258499A (ja) * 1984-06-04 1985-12-20 Kawasaki Steel Corp 電気抵抗溶接用表面処理鋼板の製造方法
US4690735A (en) * 1986-02-04 1987-09-01 University Of Florida Electrolytic bath compositions and method for electrodeposition of amorphous chromium
IT1216808B (it) * 1987-05-13 1990-03-14 Sviluppo Materiali Spa Processo di elettrodeposizione in continuo di cromo metallico e di ossido di cromo su superfici metalliche
NL8801511A (nl) * 1988-06-14 1990-01-02 Hoogovens Groep Bv Werkwijze voor het elektrolytisch bekleden van een metalen substraat met een metalen bekledingslaag.
SU1652380A1 (ru) * 1988-11-04 1991-05-30 Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина Способ обработки жести дл консервной тары
JPH03202489A (ja) * 1989-12-29 1991-09-04 Nkk Corp マンガンおよびマンガン合金めつき方法
SU1816808A1 (ru) * 1990-05-31 1993-05-23 Tsnii Chernoj Metallurg Способ обработки жести
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
NL9100353A (nl) * 1991-02-27 1992-09-16 Hoogovens Groep Bv Werkwijze voor het elektrolytisch bekleden van staalband met een zinkhoudende laag met behulp van een onoplosbare anode.
US5294326A (en) * 1991-12-30 1994-03-15 Elf Atochem North America, Inc. Functional plating from solutions containing trivalent chromium ion
JPH07173695A (ja) * 1993-12-17 1995-07-11 Nkk Corp ガス拡散電極を使用した電気めっき装置
US6004448A (en) * 1995-06-06 1999-12-21 Atotech Usa, Inc. Deposition of chromium oxides from a trivalent chromium solution containing a complexing agent for a buffer
JPH1136099A (ja) * 1997-07-16 1999-02-09 Kizai Kk めっき装置およびそれによるめっき方法
JP2001070921A (ja) 1999-06-29 2001-03-21 Sanyo Electric Co Ltd 生ごみ処理装置
CN1141420C (zh) * 2001-02-27 2004-03-10 中山中粤马口铁工业有限公司 一种薄钢板表面电镀铬的方法
JP2005213580A (ja) * 2004-01-29 2005-08-11 Jfe Steel Kk 錫鍍金鋼板の製造方法
US20060116285A1 (en) * 2004-11-29 2006-06-01 De Nora Elettrodi S.P.A. Platinum alloy carbon-supported catalysts
KR100716016B1 (ko) * 2006-05-19 2007-05-11 하가전자 주식회사 전자식 벽 스위치기용 전원회로
US20080169199A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-17 Chang Gung University Trivalent chromium electroplating solution and an electroplating process with the solution
RU2406790C2 (ru) * 2008-08-28 2010-12-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") Способ обработки электроосвинцованного проката
US7780840B2 (en) 2008-10-30 2010-08-24 Trevor Pearson Process for plating chromium from a trivalent chromium plating bath
CN101643924B (zh) * 2009-08-28 2011-07-27 广州市二轻工业科学技术研究所 一种全硫酸盐三价铬镀厚铬溶液及电镀方法
CN101781781A (zh) * 2010-01-19 2010-07-21 上海应用技术学院 一种用三价铬脉冲镀铬的方法
ES2578503T3 (es) * 2011-05-03 2016-07-27 Atotech Deutschland Gmbh Baño de electrometalizado y método para producir capas de cromo oscuras

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05320979A (ja) * 1991-08-13 1993-12-07 Nippon Steel Corp 潤滑性に優れた薄クロムめっき鋼板
JP2005029809A (ja) * 2003-07-07 2005-02-03 Nippon Steel Corp 溶接性及び耐内容物性に優れた容器用表面処理鋼板

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016528378A (ja) * 2013-06-20 2016-09-15 タタ、スティール、アイモイデン、ベスローテン、フェンノートシャップTata Steel Ijmuiden Bv クロム−酸化クロム被覆基板を製造する方法
KR20200105701A (ko) 2018-02-09 2020-09-08 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 용기용 강판 및 용기용 강판의 제조 방법
US11542620B2 (en) 2018-02-09 2023-01-03 Nippon Steel Corporation Steel sheet for containers and method for producing steel sheet for containers
JP2020109205A (ja) * 2018-12-13 2020-07-16 ティッセンクルップ ラッセルシュタイン ゲー エム ベー ハー 三価クロム化合物を含む電解液を使用してクロムおよび酸化クロムのコーティングで被覆された金属ストリップの製造方法
JP7000405B2 (ja) 2018-12-13 2022-01-19 ティッセンクルップ ラッセルシュタイン ゲー エム ベー ハー 三価クロム化合物を含む電解液を使用してクロムおよび酸化クロムのコーティングで被覆された金属ストリップの製造方法
KR20230093036A (ko) 2020-12-21 2023-06-26 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 표면 처리 강판 및 그 제조 방법
KR20230093037A (ko) 2020-12-21 2023-06-26 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 표면 처리 강판 및 그 제조 방법

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