JP4492224B2 - Surface-treated metal material, surface treatment method thereof, and resin-coated metal material - Google Patents

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Description

本発明は、表面処理金属材料及びその表面処理方法に関し、より詳細には、ノンクロムで環境性に優れていると共に、有機樹脂被膜との密着性、接着性、耐食性、耐デント性、耐磨耗性等に優れた表面処理金属材料、及びこのような表面処理金属材料の表面処理方法、また、かかる表面処理金属材料に樹脂被覆して成る樹脂被覆金属材料に関する。   The present invention relates to a surface-treated metal material and a surface treatment method thereof, and more specifically, it is non-chromium and has excellent environmental properties, and also has adhesion, adhesion, corrosion resistance, dent resistance, and wear resistance with an organic resin film. The present invention relates to a surface-treated metal material having excellent properties and the like, a surface treatment method for such a surface-treated metal material, and a resin-coated metal material obtained by coating the surface-treated metal material with a resin.

鋼板、亜鉛系めっき鋼板、アルミニウム系めっき鋼板、亜鉛合金板、錫系めっき鋼板、アルミニウム箔、アルミニウム合金板、マグネシウム合金板等の金属材料と有機膜との密着性を向上させる処理として、また、接着剤を用いて金属材料を同種又は異種の金属材料と接合するための処理として、クロメート処理、リン酸塩処理、シランカップリング剤による処理、陽極酸化処理などが従来から知られている。
これらの処理を利用した金属材料は、家電製品や建材、車両、航空機、容器などの用途に広く利用されており、中でも、クロメート処理はその優れた耐食性と密着性から最も広く利用されてきた。
クロメート処理を処理方法から大別すると、化成型(反応型・塗布型)と電解型に分類でき、形成被膜から大別すると、自己修復効果をより大きく利用するために最終製品中に微量の6価クロムが残存するタイプと最終製品中に6価クロムが残存しないタイプに分類できる。
As a treatment for improving the adhesion between a metal material such as a steel plate, a zinc-based plated steel plate, an aluminum-based plated steel plate, a zinc alloy plate, a tin-based plated steel plate, an aluminum foil, an aluminum alloy plate, and a magnesium alloy plate, and an organic film, As treatments for bonding a metal material to the same or different metal materials using an adhesive, a chromate treatment, a phosphate treatment, a treatment with a silane coupling agent, an anodizing treatment, and the like are conventionally known.
Metal materials using these treatments are widely used for home appliances, building materials, vehicles, aircraft, containers, and the like, and among them, chromate treatment has been most widely used due to its excellent corrosion resistance and adhesion.
Chromate treatment can be broadly divided into treatment methods, and it can be classified into chemical molding (reaction type / coating type) and electrolytic type. It can be classified into a type in which hexavalent chromium remains and a type in which hexavalent chromium does not remain in the final product.

最終製品中に微量の6価クロムが残存するタイプについては、廃棄時に土壌等の環境に溶出する可能性が指摘されており、ヨーロッパを中心にクロメート処理の使用を撤廃する方向に進んでいる。また、何れのタイプのクロメート処理でも処理液中には有害物質である6価クロムを含んでいることから、環境上の種々の問題を有している。すなわち、6価クロム含有処理液の排水及び排気処理等を完全に行ない、外部に排出させないことが必須であり、排水及び排気処理設備、廃棄処理費用等に多額の費用が必要になる。更に排水処理スラッジの移動や排気等についても規制が強くなっていることから、従来のクロメート処理に匹敵するノンクロム系の表面処理の開発が望まれている。   As for the type in which a small amount of hexavalent chromium remains in the final product, it has been pointed out that it may elute into the environment such as soil at the time of disposal, and the use of chromate treatment is proceeding mainly in Europe. In addition, any type of chromate treatment has various environmental problems because the treatment liquid contains hexavalent chromium which is a harmful substance. In other words, it is essential that drainage and exhaust treatment of the hexavalent chromium-containing treatment liquid be performed completely and not to be discharged to the outside, and a large amount of cost is required for drainage and exhaust treatment facilities, disposal treatment costs, and the like. Furthermore, since regulations on the movement and exhaust of wastewater treatment sludge are becoming stronger, it is desired to develop a non-chromium surface treatment comparable to conventional chromate treatment.

金属容器用の金属材料では、当然、最終製品には6価クロムが残存しないタイプのクロメート処理が利用されており、更にその上に有機樹脂等のコーティングが行なわれている。例えば、錫めっき鋼板を重クロム酸ソーダの水溶液中で陰極電解したり、鋼板をフッ化物含有無水クロム酸水溶液中で陰極電解処理したり、アルミニウム合金をリン酸クロメート処理し、その上に有機樹脂がコーティングされたものが用いられている。   As a matter of course, a metal material for a metal container uses a chromate treatment of a type in which hexavalent chromium does not remain in the final product, and further, coating with an organic resin or the like is performed thereon. For example, cathodic electrolysis of a tin-plated steel plate in an aqueous solution of sodium dichromate, cathodic electrolysis treatment of a steel plate in a fluoride-containing chromic anhydride aqueous solution, or treatment of an aluminum alloy with phosphoric acid chromate and an organic resin thereon The one coated with is used.

ノンクロム系表面処理としては、ジルコニウム、チタン、またはこれらの化合物と、リン酸塩およびフッ化物を含有し、約pH1.0〜4.0の酸性処理液を用いて、アルミニウム含有金属材料の表面上にジルコニウム及び/又はチタンの酸化物を主成分とする化成被膜が形成したものが実際に利用されており、有機樹脂との相性によっては化成被膜自体を無くしたものも実用されている(例えば特許文献1参照)。   As a non-chromium-based surface treatment, zirconium, titanium, or a compound thereof, a phosphate and a fluoride are used, and an acidic treatment solution having a pH of about 1.0 to 4.0 is used to treat the surface of the aluminum-containing metal material. In fact, a film formed with a chemical conversion film mainly composed of an oxide of zirconium and / or titanium is actually used, and depending on the compatibility with an organic resin, a film without the chemical conversion film itself is also put into practical use (for example, patents). Reference 1).

近年、金属容器の衛生性や内容品のフレーバー保持性の観点から、ポリエステル樹脂を被覆したプレコート材料が広く利用されている。しかしながら、ポリエステル樹脂を利用した場合、従来広く用いられてきたエポキシフェノール系塗料やアクリルエポキシ系塗料に比較して透水性が高く、このことがプレコートであることと相俟って、クロメート処理を利用しなければ密着性や耐食性の点で内容品に制限を受ける場合があった。また、このようなポリエステル樹脂をアルミニウムに被覆したものをアルミニウム蓋材として用いた場合には、クロメート処理であっても、密着性が十分でないという問題があった。   In recent years, a precoat material coated with a polyester resin has been widely used from the viewpoint of hygiene of metal containers and flavor retention of contents. However, when polyester resin is used, it has higher water permeability compared to epoxy phenolic paints and acrylic epoxy paints that have been widely used in the past. Otherwise, the contents may be restricted in terms of adhesion and corrosion resistance. Further, when such a polyester resin coated with aluminum is used as an aluminum lid member, there is a problem that the adhesion is not sufficient even in the chromate treatment.

すなわち、プレコート材料の加工製品の例である、ポリエステル樹脂を被覆した缶では、プレコート金属材料を出発材料として利用できるという利点があるが、高加工部でのポリエステル樹脂の密着性低下や缶落下などの衝撃によって生じるポリエステル樹脂からのクラック部分からの腐食、またレトルト殺菌時における密着性の低下、更にはポリエステル被膜自体に欠陥がなくても内容品の成分によっては透過イオンによる腐食の誘発等といった、缶成形後に表面処理及び塗料をポストコートしていた従来の製法とは異なる問題点を有している。   In other words, a can coated with a polyester resin, which is an example of a pre-coated material processed product, has the advantage that a pre-coated metal material can be used as a starting material. Corrosion from the crack part from the polyester resin caused by the impact of, and the deterioration of the adhesion at the time of retort sterilization, and even if there is no defect in the polyester coating itself, depending on the components of the contents, induction of corrosion by permeated ions, etc. There is a problem different from the conventional manufacturing method in which the surface treatment and the post-coating of the paint are carried out after the can molding.

一方、缶蓋においては、従来より塗料をコイルコートして成形するプレコート材料を用いていたが、内容品のフレーバー保持性や衛生性の点から、ポリエステル樹脂を被覆したプレコート材料を利用する研究が盛んに行なわれている。ポリエステル樹脂を被覆したイージーオープン缶蓋では、ポリエステル樹脂との密着性低下によって、スコア開口部近傍において、樹脂と金属とが剥離するデラミネーションやそれによって誘発される開口部の樹脂の伸び、すなわちフェザリングという現象が起こりやすく、特にレトルト殺菌直後の缶蓋では、樹脂との密着性低下により開口不良が発生しやすいという問題点があった。   On the other hand, for can lids, a pre-coating material that has been conventionally formed by coil-coating a paint has been used, but from the viewpoint of flavor retention and hygiene of the contents, research has been conducted on the use of a pre-coating material coated with a polyester resin. It is actively performed. In easy open can lids coated with polyester resin, due to a decrease in adhesion to the polyester resin, the delamination of the resin and metal in the vicinity of the score opening and the elongation of the resin in the opening induced by the delamination, that is, the feather A phenomenon called a ring is likely to occur, and particularly in a can lid immediately after retort sterilization, there is a problem in that an opening defect is likely to occur due to a decrease in adhesion to the resin.

このような観点から、カーボンを主成分とする有機化合物とリン化合物とジルコニウムあるいはチタニウム化合物を含む有機−無機複合被膜を形成する方法(特許文献2)や、アルミニウム基体の表面に無機物を主体とする表面処理層、その上に水性フェノール樹脂を主体とする有機表面処理層を形成する方法が提案されている(特許文献3)。また、主に蓋材としての観点から陽極酸化処理の利用が提案されている(特許文献4及び5)。
またポリアクリル酸−ジルコニウム化合物によるアルミニウム材の処理についても提案されている(特許文献6及び非特許文献1参照)。
一方、ジルコニウム酸化膜を得る方法としては、ZrOなどをPVDやCVDなどによって、形成したり、湿式法により有機ジルコニウム化合物を塗布後加熱乾燥して酸化膜を得ることも試みられている。
更にまた、ジルコニウムイオンを含む水溶液中で陰極電解することにより、グラファイトやチタン基板上に酸化ジルコニウム粉や膜を形成する研究も行なわれている(非特許文献2及び3及び4参照)。
From such a point of view, a method of forming an organic-inorganic composite film containing an organic compound containing carbon as a main component, a phosphorus compound, zirconium or a titanium compound (Patent Document 2), or an inorganic substrate as a main component. A method for forming a surface treatment layer and an organic surface treatment layer mainly composed of an aqueous phenol resin on the surface treatment layer has been proposed (Patent Document 3). Also, the use of anodizing treatment has been proposed mainly from the viewpoint of a lid (Patent Documents 4 and 5).
In addition, treatment of an aluminum material with a polyacrylic acid-zirconium compound has also been proposed (see Patent Document 6 and Non-Patent Document 1).
On the other hand, as a method for obtaining a zirconium oxide film, attempts have been made to form ZrO 2 or the like by PVD, CVD, or the like, or apply an organic zirconium compound by a wet method and then heat-dry to obtain an oxide film.
Furthermore, studies have been conducted to form zirconium oxide powder and films on graphite and titanium substrates by cathodic electrolysis in an aqueous solution containing zirconium ions (see Non-Patent Documents 2, 3 and 4).

特開昭52−131937号公報JP 52-131937 A 特開平11−229156号公報JP-A-11-229156 特開2001−121648号公報JP 2001-121648 A 特開平11−91034号公報JP-A-11-91034 特開2002−266099号公報JP 2002-266099 A 特開平06−322552号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-322552 「軽金属」(1990)p298−p304"Light Metal" (1990) p298-p304 「Materials Research Society Symposium Proceedings」 (1988)VOL.121 p111−p114"Materials Research Society Symposium Proceedings" (1988) VOL.121 p111-p114 「Journal of Electrochemical Society」(1991)VOL.138 No.7 p1939−p1942"Journal of Electrochemical Society" (1991) VOL.138 No.7 p1939-p1942 「Journal of Electrochemical Society」(1991)VOL.138 No.7 p1942−p1946“Journal of Electrochemical Society” (1991) VOL.138 No.7 p1942-p1946

しかしながら、カーボンを主成分とする有機化合物とリン化合物とジルコニウムあるいはチタニウム化合物を含む有機−無機複合被膜を形成する方法では、ある程度密着性は向上するが、耐食性が十分でなく、またアルミニウム基体の表面に無機物を主体とする表面処理層、その上に水性フェノール樹脂を主体とする有機表面処理層を形成する方法では、密着性、耐食性ともにある程度向上するが、工程数が増えるとともに、薬液使用後の廃液処理が煩雑化するという問題があった。
また、陽極酸化処理を利用した方法では、一次密着性は良好であるが、内容物充填後のレトルト殺菌処理により密着性が低下するという傾向にある他、処理設備にもコストがかかる上、処理に大電力を必要とするためコスト高となる問題があった。
更に、アルミニウム箔のような基材自身の厚みが薄い場合には、陽極酸化処理時の基材の溶解や加工性の乏しい陽極酸化膜の占める割合が高くなり、箔の柔軟性を低下させるという問題があった。
However, in the method of forming an organic-inorganic composite film containing an organic compound containing carbon as a main component, a phosphorus compound, and a zirconium or titanium compound, the adhesion is improved to some extent, but the corrosion resistance is not sufficient, and the surface of the aluminum substrate In the method of forming a surface treatment layer mainly composed of an inorganic substance and an organic surface treatment layer mainly composed of an aqueous phenol resin on the surface, adhesion and corrosion resistance are improved to some extent, but the number of steps is increased and the use of a chemical solution is increased. There has been a problem that waste liquid treatment becomes complicated.
In the method using anodizing treatment, the primary adhesion is good, but the retort sterilization treatment after filling the contents tends to lower the adhesion, and the processing equipment is also costly and the treatment However, there is a problem that the cost is high because large electric power is required.
Furthermore, when the thickness of the base material itself such as an aluminum foil is thin, the proportion of the anodized film having poor solubility and workability at the time of anodizing treatment is increased, and the flexibility of the foil is reduced. There was a problem.

ポリアクリル酸−ジルコニウム化合物によるアルミニウム材の処理では、形成される被膜は有機−無機複合被膜であり、処理方法も基本的に塗布型処理であるため、高速処理時の金属材料基体との濡れ性や密着性の点で問題がある。
更に、上記従来技術の多くは、用いる金属材料がアルミニウム合金に限定されるものであり、金属材料全体の課題を解決できるものではない。
一方、金属材料の表面にZrOなどをPVDやCVDなどによって、形成することも公知であるが、真空を要するために、設備にコストがかかる上、高速処理は困難であり、結果的に更にコスト高となる。また、金属材料基体と処理膜との密着性や加工後の耐食性を確保することが難しい。
同様に、湿式法により有機ジルコニウム化合物を塗布後加熱乾燥して酸化膜を得る方法においても、金属材料基体と処理膜との密着性や加工後の耐食性を確保することが難しい。
In the treatment of an aluminum material with a polyacrylic acid-zirconium compound, the coating film to be formed is an organic-inorganic composite coating, and the treatment method is basically a coating type treatment. There is a problem in terms of adhesion.
Furthermore, in many of the above prior arts, the metal material used is limited to an aluminum alloy, and the problems of the entire metal material cannot be solved.
On the other hand, it is also well known that ZrO 2 or the like is formed on the surface of a metal material by PVD or CVD. However, since a vacuum is required, equipment is expensive and high-speed processing is difficult. Cost increases. In addition, it is difficult to ensure adhesion between the metal material substrate and the treatment film and corrosion resistance after processing.
Similarly, in a method of obtaining an oxide film by applying an organic zirconium compound by a wet method and then drying by heating, it is difficult to ensure adhesion between the metal material substrate and the treatment film and corrosion resistance after processing.

更にまた、ジルコニウムイオンを含む水溶液中で陰極電解して酸化粉や酸化膜を形成する手段として、pH2.3の0.1モル/リットル−オキシ硝酸ジルコニウム水溶液中でグラファイトやチタン基板上に連続的に陰極電解を行なう方法が提案されている。この方法によると、アルミ板や亜鉛めっき鋼板あるいはスズめっき鋼板などに用いるにはpHが低く基材の溶解が生じやすい、浴濃度が高く局部的な析出が起こりやすい、ゲル状の被膜として電解析出するので、電解後水洗時に被膜が脱落しやすいばかりでなく、処理液に流れがあるとゲル状物が浴中に脱落するため、必然的に浴が攪拌される帯状金属材料の連続高速処理は困難であるなどの問題点があった。また、電解直後に指でこすると析出物のほとんど全部が脱落してしまい、基材との密着性が弱く、特性面においても、高温多湿環境下での表面状態を保持することが難しく、耐食性や密着性などの諸特性に問題があった。   Furthermore, as means for forming an oxide powder or oxide film by cathodic electrolysis in an aqueous solution containing zirconium ions, it is continuously applied on a graphite or titanium substrate in a 0.1 mol / liter-zirconium oxynitrate aqueous solution at pH 2.3. A method of cathodic electrolysis has been proposed. According to this method, when used for aluminum plate, galvanized steel plate, tin-plated steel plate, etc., the pH is low, the base material is easily dissolved, the bath concentration is high, and local precipitation is likely to occur. Therefore, not only is the film easily removed during washing with water after electrolysis, but the gel-like material falls into the bath when there is a flow in the treatment liquid, so the continuous high-speed treatment of the band-shaped metal material that inevitably stirs the bath There were problems such as being difficult. Also, if you rub your finger immediately after electrolysis, almost all of the precipitates will fall off, and the adhesion to the substrate will be weak, and it will be difficult to maintain the surface state in a high-temperature and high-humidity environment in terms of characteristics, and corrosion resistance There were problems with various properties such as adhesion.

また本発明者等は既に、上記問題を解決するために、Zr,O,Fを主成分とすると共に、リン酸イオンを含有しない無機表面処理層を有する表面処理金属材料及びその表面処理方法について提案しており(特願2002−340293号等)、かかる表面処理金属材料によれば、上述の問題は解決されているが、表面処理金属材料に更に有機樹脂被覆を設け、厳しい加工やレトルト殺菌等に付された場合にも、更に優れた密着性及び耐食性を有することが望まれている。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors already have a surface-treated metal material having an inorganic surface treatment layer containing Zr, O, and F as a main component and not containing phosphate ions, and a surface treatment method thereof. Proposed (Japanese Patent Application No. 2002-340293, etc.) According to such a surface-treated metal material, the above-mentioned problems have been solved. However, the surface-treated metal material is further provided with an organic resin coating, and strict processing and retort sterilization are performed. In addition, it is desired to have better adhesion and corrosion resistance.

従って本発明の目的は、ノンクロムの表面処理で環境性に優れていると共に、高加工部におけるポリエステル樹脂被覆との加工密着性、接着性、耐食性、耐デント性、耐傷性、耐磨耗性等の諸特性に優れた缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属、及びこのような缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属の表面処理方法を提供することである。
また本発明の他の目的は、水溶液からの高速処理により製造が容易で低コストの缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属の表面処理方法を提供することである。
Therefore, the object of the present invention is excellent in environmental characteristics by non-chromium surface treatment, and also has a processing adhesion with a polyester resin coating in a high-processed portion, adhesiveness, corrosion resistance, dent resistance, scratch resistance, abrasion resistance, etc. properties superior cans or can lids resin-coated surface-treated metal sheet, and to provide a surface treatment method of the cans or can lids resin-coated surface-treated metal sheet.
Another object of the present invention, Ru der to provide a surface treatment method of high-speed processing by easy manufacturing cost of the can or the can lid resin-coated surface-treated metal sheet from an aqueous solution.

本発明の表面処理金属の第一の態様によれば、金属表面に無機成分を主体とする無機表面処理層(A)と有機成分を主体とする有機表面処理層(B)が形成され、更に少なくとも片面上に有機樹脂被覆(C)が形成されている樹脂被覆表面処理金属であって、前記無機表面処理層(A)が、陰極電解を断続的に実施して形成され、リン酸イオンを含有せずFと水酸基を含むZrの酸化物からなり、前記無機表面処理層の最表面に含有される、OとZrの原子比が1<O/Zr<10であり、FとZrの原子比が、0.1<F/Zr<2.5であり、Zrの重量膜厚が5〜300mg/m であり、前記有機表面処理層(B)が、Si量が0.8〜30mg/m のシランカップリング剤処理層またはフェノール系水溶性有機化合物を主体とする層であり、有機樹脂被覆(C)が熱可塑性ポリエステルから成ることを特徴とする缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属が提供される。
本発明の表面処理金属板の第一の態様によればまた、金属板表面に無機成分を主体とする無機表面処理層(A)と有機成分を主体とする有機表面処理層(B)が形成され、更に少なくとも片面上に有機樹脂被覆(C)が形成されている樹脂被覆表面処理金属板であって、前記無機表面処理層(A)が、陰極電解を断続的に実施して形成され、Fと水酸基を含むZrの酸化物からなり、前記無機表面処理層の最表面に含有される、PとZrの原子比が0≦P/Zr<0.6であり、OとZrの原子比が1<O/Zr<10であり、FとZrの原子比が、0.1<F/Zr<2.5であり、Zrの重量膜厚が5〜300mg/m であり、前記有機表面処理層(B)が、Si量が0.8〜30mg/m のシランカップリング剤処理層またはフェノール系水溶性有機化合物を主体とする層であり、有機樹脂被覆(c)が熱可塑性ポリエステルから成ることを特徴とする缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属板が提供される。
本発明の樹脂被覆金属板においては、
1.無機表面処理層(B)が、Si量で20〜80mg/m のSiO 粒子を含有すること、
2.前記有機表面処理層(B)が、炭素原子換算で6〜30mg/m の範囲の含有量であるフェノール系水溶性有機化合物を主体とする層であって、その上に前記無機表面処理層(A)が形成されていること、
が好適である。
According to the first aspect of the surface-treated metal plate of the present invention, an inorganic surface treatment layer (A) mainly composed of an inorganic component and an organic surface treatment layer (B) mainly composed of an organic component are formed on the surface of the metal plate. Further, a resin-coated surface-treated metal plate having an organic resin coating (C) formed on at least one surface, wherein the inorganic surface-treated layer (A) is formed by intermittently performing cathodic electrolysis, It consists of an oxide of Zr containing no acid ion and containing F and a hydroxyl group, and the atomic ratio of O and Zr contained in the outermost surface of the inorganic surface treatment layer is 1 <O / Zr <10, The atomic ratio of Zr is 0.1 <F / Zr <2.5, the weight film thickness of Zr is 5 to 300 mg / m 2 , and the organic surface treatment layer (B) has an Si content of 0. the 8~30mg / m 2 of the silane coupling agent treatment layer or phenolic water-soluble organic compound A layer for the body, the organic resin coating (C) is a resin-coated surface-treated metal sheet for cans or can lids, characterized in that it consists of a thermoplastic polyester is provided.
According to the first aspect of the surface-treated metal plate of the present invention, an inorganic surface treatment layer (A) mainly composed of an inorganic component and an organic surface treatment layer (B) mainly composed of an organic component are formed on the surface of the metal plate. And a resin-coated surface-treated metal plate on which at least one surface is formed with an organic resin coating (C), wherein the inorganic surface treatment layer (A) is formed by intermittently performing cathodic electrolysis, It consists of an oxide of Zr containing F and a hydroxyl group, and the atomic ratio of P and Zr contained in the outermost surface of the inorganic surface treatment layer is 0 ≦ P / Zr <0.6, and the atomic ratio of O and Zr 1 <O / Zr <10, the atomic ratio of F and Zr is 0.1 <F / Zr <2.5, the weight film thickness of Zr is 5 to 300 mg / m 2 , and the organic surface treatment layer (B) is a silane of the Si content 0.8~30mg / m 2 coupling agent treatment layer or off And a layer mainly composed of Knoll water-soluble organic compound, an organic resin coating (c) is a resin-coated surface-treated metal sheet for cans or can lids, characterized in that it consists of a thermoplastic polyester is provided.
In the resin-coated metal plate of the present invention,
1. The inorganic surface treatment layer (B) contains 20 to 80 mg / m 2 of SiO 2 particles in terms of Si ;
2. The organic surface treatment layer (B) is a layer mainly composed of a phenolic water-soluble organic compound having a content in the range of 6 to 30 mg / m 2 in terms of carbon atoms , on which the inorganic surface treatment layer is formed. (A) is formed,
Is preferred.

本発明によればまた、Zr,F及び粒径として4〜80nmの水分散性シリカを含有し、リン酸イオン濃度が、PO として0.003モル/リットル未満である水溶液中で陰極電解処理を断続的に、通電時間0.1〜0.8秒の範囲で2〜10サイクル行うことにより金属板表面に無機被膜を高速形成した後、フェノール系水溶性有機化合物又はシランカップリング剤を塗布乾燥させて有機被膜を形成させ、更に該有機被膜の上に熱可塑性ポリエステルを被覆することを特徴とする缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属板の表面処理方法が提供される。 According to the present invention , cathodic electrolysis is also carried out in an aqueous solution containing Zr, F and water-dispersible silica having a particle size of 4 to 80 nm and having a phosphate ion concentration of less than 0.003 mol / liter as PO 4. After an inorganic film is formed on the surface of the metal plate at high speed by intermittently conducting 2 to 10 cycles in the range of energization time of 0.1 to 0.8 seconds, a phenolic water-soluble organic compound or a silane coupling agent is applied. There is provided a surface treatment method for a resin-coated surface-treated metal sheet for cans or can lids, which comprises drying to form an organic film, and further coating a thermoplastic polyester on the organic film .

本発明の表面処理金属板の第二の態様によれば、金属板表面に無機成分を主体とする無機表面処理層(A)と該無機表面処理層の少なくとも片面上に有機樹脂被覆(C)が形成されている樹脂被覆表面処理金属板であって、前記無機表面処理層(A)が、陰極電解を断続的に実施して形成され、リン酸イオンを含有せずFと水酸基を含むZrの酸化物からなり、前記無機表面処理層の最表面に含有される、OとZrの原子比が1<O/Zr<10であり、FとZrの原子比が、0.1<F/Zr<2.5であり、Zrの重量膜厚が5〜300mg/m であり、前記有機樹脂被覆(C)が熱可塑性ポリエステルから成ることを特徴とする缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属板が提供される。
本発明の表面処理金属板の第二の態様によればまた、金属板表面に無機成分を主体とする無機表面処理層(A)と該無機表面処理層の少なくとも片面上に有機樹脂被覆(C)が形成されている樹脂被覆表面処理金属板であって、前記無機表面処理層(A)が、陰極電解を断続的に実施して形成され、Fと水酸基を含むZrの酸化物からなり、前記無機表面処理層の最表面に含有される、PとZrの原子比が0≦P/Zr<0.6であり、OとZrの原子比が1<O/Zr<10であり、FとZrの原子比が、0.1<F/Zr<2.5であり、Zrの重量膜厚が5〜300mg/m であり、前記有機樹脂被覆(C)が熱可塑性ポリエステルから成ることを特徴とする缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属板が提供される。
本発明によればまた、Zr,F及び粒径として4〜80nmの水分散性シリカを含有し、リン酸イオン濃度が、PO として0.003モル/リットル未満である水溶液中で陰極電解処理を断続的に、通電時間0.1〜0.8秒の範囲で2〜10サイクル行うことにより金属板表面に無機被膜を高速形成させ、更に該無機被膜の上に熱可塑性ポリエステルを被覆することを特徴とする缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属板の表面処理方法が提供される。
According to the second aspect of the surface-treated metal plate of the present invention, an inorganic surface-treated layer (A) mainly composed of an inorganic component on the surface of the metal plate and an organic resin coating (C) on at least one surface of the inorganic surface-treated layer. A resin-coated surface-treated metal plate in which the inorganic surface-treated layer (A) is formed by intermittently performing cathodic electrolysis, does not contain phosphate ions, and contains Zr and Fr. The atomic ratio of O and Zr contained in the outermost surface of the inorganic surface treatment layer is 1 <O / Zr <10, and the atomic ratio of F and Zr is 0.1 <F / Resin-coated surface treatment for cans or can lids, wherein Zr <2.5, the weight film thickness of Zr is 5 to 300 mg / m 2 , and the organic resin coating (C) is made of thermoplastic polyester A metal plate is provided.
According to the second aspect of the surface-treated metal plate of the present invention, an inorganic surface-treated layer (A) mainly composed of an inorganic component on the surface of the metal plate and an organic resin coating (C) on at least one surface of the inorganic surface-treated layer. ) Is a resin-coated surface-treated metal plate, wherein the inorganic surface-treated layer (A) is formed by intermittently performing cathodic electrolysis, and is made of an oxide of Zr containing F and a hydroxyl group, The atomic ratio of P and Zr contained in the outermost surface of the inorganic surface treatment layer is 0 ≦ P / Zr <0.6, the atomic ratio of O and Zr is 1 <O / Zr <10, F the atomic ratio of Zr is a 0.1 <F / Zr <2.5, the weight film thickness of Zr is 5 to 300 mg / m 2, said organic resin coating (C) consists of a thermoplastic polyester A resin-coated surface-treated metal plate for cans or can lids is provided.
According to the present invention , cathodic electrolysis is also carried out in an aqueous solution containing Zr, F and water-dispersible silica having a particle size of 4 to 80 nm and having a phosphate ion concentration of less than 0.003 mol / liter as PO 4. The inorganic film is formed on the surface of the metal plate at high speed by intermittently conducting 2 to 10 cycles in the range of energization time of 0.1 to 0.8 seconds, and further the thermoplastic polyester is coated on the inorganic film. A surface treatment method for a resin-coated surface-treated metal plate for cans or can lids is provided.

本発明によれば、金属の表面に、Zr,O,Fを主成分とすると共に、リン酸イオンを含有しない無機表面処理層(A)を陰極電解によって形成すると共に、この無機表面処理層上に有機成分を主体とする有機表面処理層(B)を形成することにより、あるいはまた、金属表面に少なくともZr,O,Fを主成分とすると共に、最表面に含有されるPとZrの原子比が、0≦P/Zr<0.6である無機表面処理層を陰極電解によって形成することにより、高速生産性、環境保全性、耐傷性、接着性、加工性、密着性に優れた表面処理金属材料を低コストで提供することが可能であり、更にこの有機表面処理層の上に有機樹脂被覆を形成することにより、有機樹脂被覆との加工密着性、耐食性を更に向上させることが可能となり、この樹脂被覆金属材料から金属缶や缶蓋を形成する場合には、ネック部等の高度の加工が付される部分においても、優れた加工密着性と耐食性とが得られるのである。また、このポリエステル樹脂被覆を行なった金属材料から缶蓋を形成することにより、加熱殺菌後においても優れた開口性が得られる。
本発明の表面処理金属材料及び樹脂被覆金属材料においては、特に金属缶及び缶蓋等の金属蓋に有効に使用できるが、これ以外にも自動車、家電製品、建材等の用途にも有効に使用することができる。
According to the present invention, an inorganic surface treatment layer (A) containing Zr, O, F as a main component and not containing phosphate ions is formed on a metal surface by cathodic electrolysis. By forming an organic surface treatment layer (B) mainly composed of organic components on the surface, or alternatively, at least Zr, O, and F as main components on the metal surface, and atoms of P and Zr contained in the outermost surface Surface with excellent high-speed productivity, environmental conservation, scratch resistance, adhesion, workability, and adhesion by forming an inorganic surface treatment layer with a ratio of 0 ≦ P / Zr <0.6 by cathodic electrolysis It is possible to provide a treated metal material at low cost, and by further forming an organic resin coating on this organic surface treatment layer, it is possible to further improve the processing adhesion and corrosion resistance with the organic resin coating And this resin coating In forming the metal cans and can lids from a metallic material, even in the portion where high machining of the neck portion and the like are attached, is that obtained and the excellent processability adhesion and corrosion resistance. Further, by forming a can lid from a metal material coated with this polyester resin, excellent openability can be obtained even after heat sterilization.
In the surface-treated metal material and resin-coated metal material of the present invention, it can be used effectively for metal lids such as metal cans and can lids, but it can also be used effectively for applications such as automobiles, home appliances, and building materials. can do.

本発明の表面処理金属材料においては、Zr,O,Fを主成分とすると共に、リン酸イオンを含有しない、或いはZrに対するPの比率が極力抑制されている無機表面処理層(A)、及びかかる無機表面処理層(A)の上に有機成分を主体とする有機表面処理層(B)が金属材料に形成されていることが重要な特徴である。
従来の金属材料の表面処理方法である、化成処理や陽極酸化処理では、被膜形成機構上、硫酸イオンやリン酸イオンが膜中に含まれやすく、化成処理では構成成分となっている。これら膜中のアニオン、特にリン酸イオンのように、イオン半径の大きいアニオンは、レトルト殺菌処理などの高温多湿下で溶出しやすいことがわかっており、処理被膜からこのようなアニオンが溶出すると、表面処理金属材料上に設けられた樹脂被膜の密着性や接着性が低下することになる。
本発明においては、無機表面処理層のアニオン量、特にリン酸イオンまたはP/Zrを制御することにより、レトルト殺菌や高温多湿条件下での経時保管などに付された場合にも、処理被膜中からのアニオンの溶出が有効に抑制されているため、樹脂被膜の密着性又は接着性が低下することが有効に防止されているのである。
In the surface-treated metal material of the present invention, the inorganic surface-treated layer (A) containing Zr, O, F as a main component and not containing phosphate ions, or the ratio of P to Zr being suppressed as much as possible, and It is an important feature that the organic surface treatment layer (B) mainly composed of organic components is formed on the metal material on the inorganic surface treatment layer (A).
In chemical conversion treatment and anodization treatment, which are conventional surface treatment methods for metal materials, sulfate ions and phosphate ions are easily contained in the film due to the film formation mechanism, and are component components in chemical conversion treatment. It is known that anions with large ionic radii such as anions in these membranes, especially phosphate ions, are likely to elute under high temperature and high humidity such as retort sterilization treatment. The adhesiveness and adhesiveness of the resin film provided on the surface-treated metal material will be reduced.
In the present invention, by controlling the amount of anion in the inorganic surface treatment layer, particularly phosphate ions or P / Zr, even when subjected to retort sterilization or storage over time under high temperature and high humidity conditions, Since the elution of the anion from is effectively suppressed, it is effectively prevented that the adhesiveness or adhesiveness of the resin film is lowered.

また本発明の表面処理金属材料においては、無機表面処理層が、Zr,O,Fを主構成成分とすることにより、高温多湿環境下においても処理層の最表面の状態を保持して安定な表面を維持することが可能であり、結果として耐食性の保持、及び樹脂被膜の密着性または接着性の低下を抑制することが可能となるのである。
すなわち、無機表面処理層が、Zr,Oを主構成成分とし、Fを含まない場合には、処理膜の構造は、ZrO(OH)のような構造になっていると予想される。
しかし、水酸基は、高温多湿環境下において、水和して処理層の構造変化を誘起し諸特性に悪影響を及ぼす可能性がある。適量のFを含むことによって、水酸基の少なくとも一部をFで置換して、ZrO(OH)Y−Zのような安定化構造をとることにより、高温多湿環境下での処理層の構造変化を抑制し、より一層安定な表面を保持することが可能となるのである。
Further, in the surface-treated metal material of the present invention, the inorganic surface-treated layer contains Zr, O, and F as main components, so that the state of the outermost surface of the treated layer is maintained and stable even in a high-temperature and high-humidity environment. It is possible to maintain the surface, and as a result, it is possible to maintain the corrosion resistance and suppress the decrease in the adhesion or adhesiveness of the resin film.
That is, when the inorganic surface treatment layer contains Zr, O as main components and does not contain F, the structure of the treatment film is expected to be a structure such as ZrO X (OH) Y.
However, the hydroxyl group may be hydrated in a high-temperature and high-humidity environment to induce structural changes in the treatment layer and adversely affect various properties. By including a suitable amount of F, at least part of the hydroxyl groups substituted with F, by taking a stabilizing structure, such as ZrO X (OH) Y-Z F Z, the processing layer under high temperature and high humidity environment It is possible to suppress structural changes and maintain a more stable surface.

更に本発明の表面処理金属材料においては、前記無機表面処理層の上に、フェノール系水溶性有機化合物を主体とする有機表面処理層、或いはSi量が0.8〜30mg/mであるシランカップリング剤処理層が形成されていることも重要である。
上述した無機表面処理層が主として金属材料の耐食性に寄与するものであるのに対し、有機表面処理層は、主としてポリエステル樹脂等の有機被覆との密着性に寄与するものであるが、これらはこの順序で積層されることにより、高度の加工に付された場合にも、有機樹脂被覆との優れた加工密着性及び耐食性をも発現することが可能となるのである。
更に本発明の表面処理金属材料においては、フェノール系水溶性有機化合物を主体とする有機表面処理層の上に前記無機表面処理層が形成されていても良い。
この場合、最表面は無機表面処理層となるが、金属基材に近い表面処理層の内側部は、有機表面処理層の被膜欠陥部または被膜厚みの薄いところに電解析出した無機処理層も存在しており、有機と無機が混在した部分が形成されていると考えられる。したがって、無機表面処は有機表面処理層の欠陥部をカバーする事で、金属材料の耐食性に寄与し、最表面の無機表面処理層が加工により割れた際には、下にある有機表面処理層がポリエステル樹脂等の有機被覆との密着に寄与することで、金属缶におけるネック加工、缶蓋におけるリベット加工のように厳しい加工に付された場合にも、有機樹脂被覆との優れた加工密着性と無機処理層の優れた耐食性を発現することが可能となるのである。
Furthermore, in the surface-treated metal material of the present invention, on the inorganic surface-treated layer, an organic surface-treated layer mainly composed of a phenol-based water-soluble organic compound, or a silane having a Si amount of 0.8 to 30 mg / m 2 It is also important that a coupling agent treatment layer is formed.
While the inorganic surface treatment layer described above mainly contributes to the corrosion resistance of the metal material, the organic surface treatment layer mainly contributes to adhesion with an organic coating such as a polyester resin. By laminating in order, even when subjected to high-level processing, it is possible to exhibit excellent processing adhesion and corrosion resistance with the organic resin coating.
Furthermore, in the surface-treated metal material of the present invention, the inorganic surface-treated layer may be formed on an organic surface-treated layer mainly composed of a phenol-based water-soluble organic compound.
In this case, the outermost surface is an inorganic surface treatment layer, but the inner part of the surface treatment layer close to the metal substrate is also an inorganic treatment layer that is electrolytically deposited on the thin film thickness portion of the organic surface treatment layer. It exists and it is thought that the part where organic and inorganic were mixed was formed. Therefore, the inorganic surface treatment covers the defects of the organic surface treatment layer, contributing to the corrosion resistance of the metal material. When the outermost inorganic surface treatment layer is cracked by processing, the underlying organic surface treatment layer Contributes to adhesion with organic coatings such as polyester resin, so even when subjected to severe processing such as neck processing in metal cans and rivet processing in can lids, excellent processing adhesion with organic resin coatings In addition, the excellent corrosion resistance of the inorganic treatment layer can be expressed.

特に本発明の表面処理金属材料及びこの表面処理金属材料に有機樹脂、中でも特にポリエステル樹脂を被覆して成る樹脂被覆金属材料から作成した金属缶又は缶蓋においては、加工密着性及び耐食性に優れた上記樹脂被覆金属材料を利用していることから、高加工部でのポリエステル樹脂被膜の加工密着性や、衝撃によって生じるポリエステル樹脂被膜のクラック部分からの耐食性(耐デント性)、更にレトルト殺菌時での密着性を改善することが可能になると共に、透過イオン量による腐食が抑制され、イージーオープン缶蓋の開口性等も改善することが可能となるのであり、このことは後述する実施例の結果からも明らかである。
すなわち、金属材料表面に形成された無機表面処理層に直接ポリエステル被膜が形成されている樹脂被覆金属材料から成る金属蓋、金属缶(比較例1、8、11、18)は、未処理の金属材料表面に直接ポリエステル被膜を形成している樹脂被覆金属材料から成る金属缶(比較例12)や、金属材料表面に形成されたシランカップリング剤層やフェノール系有機被膜の上にポリエステル被膜を形成している樹脂被覆金属材料からなる金属蓋、金属缶(比較例2、3、9、10、16、17)と比較すると、高加工部における加工密着性、及びレトルト殺菌後の密着性や耐食性においても実用上満足の行く結果が得られているが(比較例1、8、11、18)、無機表面処理層及び有機表面処理層が組み合わせで設けられた表面処理金属材料にポリエステル被膜が形成された本発明の樹脂被覆金属材料から成る金属蓋、金属缶(実施例1〜18)と比較すると、金属缶外面上部の高加工部における加工密着性、レトルト殺菌後の密着性及び耐食性において劣っていることが明らかであり、本発明の表面処理金属材料及び樹脂被覆金属材料が極めて優れた加工密着性、耐食性を有していることが理解される。
金属材料表面に形成されたシランカップリング剤層やフェノール系有機表面処理層の上にポリエステル被膜を形成した樹脂被覆金属材料を成形して容器とする事による、最も顕著な効果は、成形後のヒートセット工程において、シランカップリング剤層やフェノール系有機表面処理層が改めてポリエステルと相溶することによる再接着効果が得られる事である。すなわち、成形加工によってポリエステル−金属界面の密着力が低下するが、ヒートセット工程において、ポリエステルの融点以上にまで加熱することなく、シランカップリング剤層やフェノール系有機表面処理層がポリエステルと相溶することで、密着力の回復が起こる。
もし、無機表面処理層が存在しなければ、レトルト時の金属基材表面変化を抑制するのが困難であり、耐食性の面からも好ましくない。一方、上記のような機構で密着力の回復が起こることから、無機表面処理層は、必ずしも、有機表面処理層の下である必要はない。すなわち、有機表面処理層の上に無機表面処理層がある場合、成形加工で無機表面処理層のクラックを生じた部分から有機表面処理層が現れ、ヒートセット時に同様の効果を示すと考えられる。但し、有機表面処理層の上に無機表面処理層を形成する場合には、湿潤下での密着性に優れた無機表面処理層を電解により形成する必要がある事から、下地となる有機表面処理層の導電性が重要な課題となる。この点において、フェノール系有機表面処理層は、リン酸やフッ化水素酸を用いた化成処理剤から処理する事で、薄膜形成による導電性の確保が容易であるが、シランカップリング剤層は、膜厚のコントロールが難しく、また、薄膜では十分に性能を発揮することが困難であるに発揮できない。したがって、無機表面処理層が上に形成される際の有機表面処理層としては、フェノール系水溶性有機化合物を主体とする有機被膜を好適に用いることができるのである。
Particularly in metal cans or can lids made from the surface-treated metal material of the present invention and a resin-coated metal material obtained by coating the surface-treated metal material with an organic resin, in particular, a polyester resin, it has excellent work adhesion and corrosion resistance. Since the above-mentioned resin-coated metal material is used, the processing adhesion of the polyester resin film at the high-processed part, the corrosion resistance (dent resistance) from the cracked part of the polyester resin film caused by impact, and further during retort sterilization It is possible to improve the adhesion of the glass, and the corrosion due to the amount of permeated ions is suppressed, and the openability of the easy open can lid can be improved. This is the result of the examples described later. It is clear from
That is, a metal lid and a metal can (Comparative Examples 1, 8, 11, and 18) made of a resin-coated metal material in which a polyester film is directly formed on an inorganic surface treatment layer formed on a metal material surface are untreated metal. Forming a polyester film on a metal can (Comparative Example 12) made of a resin-coated metal material that directly forms a polyester film on the material surface, or on a silane coupling agent layer or a phenolic organic film formed on the metal material surface Compared with metal lids and metal cans (Comparative Examples 2, 3, 9, 10, 16, 17) made of resin-coated metal material, the processing adhesion in high-processed parts, and the adhesion and corrosion resistance after retort sterilization In Comparative Example 1, 8, 11, 18 the results obtained in practical use were obtained in the surface treated metal material provided with a combination of the inorganic surface treatment layer and the organic surface treatment layer. Compared with metal lids and metal cans (Examples 1 to 18) made of the resin-coated metal material of the present invention with a coating formed thereon, the processing adhesion at the high processing portion on the outer surface of the metal can, the adhesion after retort sterilization, and It is clear that the corrosion resistance is inferior, and it is understood that the surface-treated metal material and the resin-coated metal material of the present invention have extremely excellent work adhesion and corrosion resistance.
The most remarkable effect of molding a resin-coated metal material with a polyester film on the silane coupling agent layer or phenolic organic surface treatment layer formed on the surface of the metal material is a container after molding. In the heat setting step, a re-adhesion effect is obtained by the silane coupling agent layer and the phenol-based organic surface treatment layer being again compatible with the polyester. In other words, the adhesion at the polyester-metal interface is reduced by molding, but the silane coupling agent layer and the phenolic organic surface treatment layer are compatible with the polyester without heating to the melting point of the polyester or higher in the heat setting process. This will restore the adhesion.
If the inorganic surface treatment layer is not present, it is difficult to suppress the change in the surface of the metal substrate during retort, which is not preferable from the viewpoint of corrosion resistance. On the other hand, since the adhesion force is restored by the mechanism as described above, the inorganic surface treatment layer does not necessarily have to be under the organic surface treatment layer. That is, when there is an inorganic surface treatment layer on the organic surface treatment layer, the organic surface treatment layer appears from the portion where the inorganic surface treatment layer is cracked in the molding process, and it is considered that the same effect is exhibited during heat setting. However, when an inorganic surface treatment layer is formed on the organic surface treatment layer, it is necessary to form an inorganic surface treatment layer having excellent adhesion under wet conditions by electrolysis, so that the organic surface treatment as a base is used. The conductivity of the layer is an important issue. In this regard, the phenol-based organic surface treatment layer can be easily secured by forming a thin film by treating it from a chemical conversion treatment agent using phosphoric acid or hydrofluoric acid, but the silane coupling agent layer is However, it is difficult to control the film thickness, and it is difficult to achieve sufficient performance with a thin film. Therefore, as the organic surface treatment layer when the inorganic surface treatment layer is formed thereon, an organic coating mainly composed of a phenol-based water-soluble organic compound can be suitably used.

更に、本発明の金属材料の表面処理方法においては、無機表面処理層(A)を形成する際、ZrとFとを含有し、リン酸イオン濃度が、POとして0.003モル/リットル未満、より好ましくはリン酸イオンを含有しない水溶液中で陰極電解処理することが重要な特徴である。
陰極電解処理によれば、従来の化成処理被膜と比較して、単位時間あたりのZr重量膜厚の制御範囲を大幅に広げることができ、用途に応じた被膜生成が可能となるのである。
一方、従来の化成処理においては、処理液組成による化学反応に依存していることから被膜形成速度が限定されており、このため高速処理では膜厚が制限されるのに対して、陰極電解処理では、電解反応を利用するため、被膜形成の高速処理が可能になるのである。また化成処理や陽極酸化処理では、被膜形成機構上、硫酸イオンやリン酸イオンが膜中に含まれやすく、化成処理では構成成分になってしまうため、上述したようなアニオン量の制御が困難である。これに対して、陰極電解処理によれば、フッ化物の水溶液を用いるため、硫酸イオンやリン酸イオンのような大きなイオン半径を持つアニオンの量が制御された被膜を形成することが可能になるのである。
本発明の金属材料の表面処理方法においては特に、陰極電解処理を断続的に実施することが好ましい。すなわち、電解を連続的に行なうのではなく、電解途中に停止時間を設けることにより、表面処理層のO/Zr比をコントロールし、かつ、連続電解時より析出効率を高めることができ、結果として高品質で高速な処理が可能となるのである。
Furthermore, in the surface treatment method for a metal material of the present invention, when forming the inorganic surface treatment layer (A), Zr and F are contained, and the phosphate ion concentration is less than 0.003 mol / liter as PO 4. More preferably, it is an important feature that the cathodic electrolysis is carried out in an aqueous solution not containing phosphate ions.
According to the cathodic electrolysis treatment, the control range of the Zr weight film thickness per unit time can be greatly expanded as compared with the conventional chemical conversion treatment film, and a film can be generated according to the application.
On the other hand, in the conventional chemical conversion treatment, the film formation rate is limited because it depends on the chemical reaction depending on the composition of the treatment solution. For this reason, the film thickness is limited in the high-speed treatment, whereas the cathode electrolytic treatment. Then, since an electrolytic reaction is utilized, high-speed processing of film formation becomes possible. In addition, in the chemical conversion treatment and anodizing treatment, sulfate ions and phosphate ions are easily contained in the film due to the film formation mechanism, and the chemical conversion treatment becomes a constituent component, so it is difficult to control the amount of anion as described above. is there. On the other hand, since cathodic electrolysis uses an aqueous solution of fluoride, it is possible to form a film in which the amount of anions having a large ionic radius such as sulfate ions and phosphate ions is controlled. It is.
In the metal material surface treatment method of the present invention, it is particularly preferable to intermittently perform the cathodic electrolysis treatment. That is, by providing a stop time in the middle of electrolysis instead of continuously performing electrolysis, the O / Zr ratio of the surface treatment layer can be controlled, and the deposition efficiency can be increased as compared to continuous electrolysis. High-quality and high-speed processing becomes possible.

本発明の表面処理金属材料の第二の態様においては、上述した無機表面処理層にSi
粒子が含有されていることが重要な特徴である。
従来よりシリカは腐食因子の進入に対するバリヤー被膜の形成や腐食環境をアルカリ側に保持して鋼板などの腐食速度を遅らせる機能を有することが知られているが、本発明においては、上述した無機表面処理に用いる水溶液に水分散性シリカを含有させることにより、水分散性シリカが無機表面処理層中に存在する酸素原子と結合し、化学的に安定なアモルファス状酸化ケイ素として存在して、シロキサン結合から成る緻密な網目構造を無機表面処理層に形成することが可能となり、安定な被膜を形成するという効果を得ることも可能となり、高加工部における加工密着性、レトルト殺菌後の密着性及び耐食性において、実用上満足し得る結果を有していることが明らかである(実施例11)。更にかかるSiO粒子含有無機表面処理層の上に有機表面処理層を形成して成る表面処理金属材料では、高加工部における加工密着性、レトルト殺菌後の密着性及び耐食性において特に優れた結果が得られていることが明らかである(実施例6、10、13、17)。
更に、本発明の金属材料の表面処理方法においては特に、Zr,F及び水分散性シリカを含有し、リン酸イオン濃度が、POとして0.003モル/リットル未満である水溶液中で陰極電解処理することによりSiO粒子が含有されている無機被膜を形成させることが重要な特徴である。従来、亜鉛めっきなどを行なう際に、シリカ粒子を分散させた処理液を用いて電解することにより、亜鉛とシリカを複合めっきし、亜鉛めっき鋼板としての耐食性を向上させる方法は知られていた(特開平7−278892号公報など)。しかし、表面処理金属板上にシリカ粒子を主体とした耐食性の良い緻密な被膜を形成させる方法としては、(1)シランカップリング剤や水性樹脂などの処理剤中にシリカを添加して有機被膜中にシリカを分散形成させる方法(特開2000−167482号公報、特開2001−240979公報、2001−316845号公報など)と、(2)無機金属イオンを含む水溶液中で処理する方法(特開昭63−50484号公報、特開平4−176875号公報、特開平11−335862号公報など)がある。
しかし、上記(1)の方法では、処理液の安定性の点で問題があり、更に有機成分を主体とした被膜が形成されるため、シリカ自体の造膜性を十分に発揮することができず、耐食性についても十分な効果が得られなかった。一方、上記(2)の方法では、表面処理金属板と密着性の良い被膜を得る事が困難であると共に、Alイオンの利用(特開平11−335862)などによりシリカの造膜性が向上している例もあるが、基本的にはシリカ粒子の吸着作用に依存し、十分な濃度のシリカを含む膜形成が困難であり、結果として、耐食性についても十分な効果が得られなかった。
本発明によれば、陰極電解によって酸化物を主体とするジルコニウムの無機被膜にシリカを任意に分散させることが可能となり、亜鉛めっき鋼鈑に限らず、様々な金属板表面上にシリカ粒子を主体とした耐食性の良い緻密な被膜を形成させる事が可能となるのである。また、上記シリカ分散した無機表面処理被膜上にシランカップリング剤層を形成し、更にポリエステル樹脂被覆を行なうことで、無機被膜とシランカップリング剤層との間にはシロキサン結合が形成され、樹脂膜とシランカップリング剤層との間は相溶作用が起こり、従来にない強固な密着性改善効果が得られるのである。
In the second aspect of the surface-treated metal material of the present invention, the above-described inorganic surface treatment layer has Si.
It is an important feature that O 2 particles are contained.
Conventionally, silica is known to have a function of delaying the corrosion rate of a steel sheet or the like by maintaining a barrier coating on the alkali side and the corrosion environment against the ingress of corrosion factors. By including water-dispersible silica in the aqueous solution used for the treatment, the water-dispersible silica bonds with oxygen atoms present in the inorganic surface treatment layer, and exists as chemically stable amorphous silicon oxide, resulting in siloxane bonds. It is possible to form a dense network structure composed of an inorganic surface treatment layer, and it is also possible to obtain an effect of forming a stable film, processing adhesion in a high processing part, adhesion after retort sterilization, and corrosion resistance In Example 11, it is clear that practically satisfactory results are obtained (Example 11). Further, in the surface-treated metal material formed by forming an organic surface treatment layer on the SiO 2 particle-containing inorganic surface treatment layer, particularly excellent results are obtained in processing adhesion at a high processing portion, adhesion after retort sterilization, and corrosion resistance. It is clear that it is obtained (Examples 6, 10, 13, and 17).
Furthermore, in the surface treatment method for a metal material of the present invention, in particular, cathodic electrolysis in an aqueous solution containing Zr, F and water-dispersible silica and having a phosphate ion concentration of less than 0.003 mol / liter as PO 4. It is an important feature to form an inorganic coating containing SiO 2 particles by treatment. Conventionally, when performing galvanization or the like, there has been known a method for improving the corrosion resistance as a galvanized steel sheet by subjecting zinc and silica to composite plating by electrolysis using a treatment liquid in which silica particles are dispersed ( JP-A-7-278892). However, as a method of forming a dense coating mainly composed of silica particles with good corrosion resistance on the surface-treated metal plate, (1) silica is added to a processing agent such as a silane coupling agent or an aqueous resin to form an organic coating. (2) A method of treating in an aqueous solution containing inorganic metal ions (JP-A 2000-167482, JP-A 2001-240979, 2001-316845, etc.) JP-A-63-50484, JP-A-4-176875, JP-A-11-335862, etc.).
However, the method (1) has a problem in terms of the stability of the treatment liquid, and further, since a film mainly composed of organic components is formed, the film forming property of silica itself can be sufficiently exhibited. In addition, sufficient effects were not obtained with respect to corrosion resistance. On the other hand, in the method (2), it is difficult to obtain a film having good adhesion to the surface-treated metal plate, and the use of Al ions (Japanese Patent Laid-Open No. 11-335862) improves the film-forming property of silica. However, depending on the adsorption action of silica particles, it is difficult to form a film containing a sufficient concentration of silica, and as a result, a sufficient effect on corrosion resistance was not obtained.
According to the present invention, it is possible to arbitrarily disperse silica in a zirconium inorganic coating mainly composed of oxide by cathodic electrolysis, and not only galvanized steel sheet but also mainly composed of silica particles on various metal plate surfaces. Thus, it becomes possible to form a dense film having good corrosion resistance. Moreover, a silane coupling agent layer is formed on the silica-dispersed inorganic surface treatment coating and further coated with a polyester resin, whereby a siloxane bond is formed between the inorganic coating and the silane coupling agent layer. A compatible action occurs between the film and the silane coupling agent layer, and an unprecedented effect of improving adhesion can be obtained.

(表面処理金属材料)
〈無機表面処理層〉
本発明の表面処理金属材料においては、上述した通り、表面処理金属材料の無機表面処理層が、リン酸を含有していないことが一つの重要な特徴であるが、このことは以下の解析結果から明らかである。
すなわち、図1にリン酸イオンを含有する表面処理膜の代表例であるリン酸ジルコニウム化成処理1と、本発明によるリン酸イオンを含有しないZr,O,Fを含む無機表面処理2において、X線光電子分光装置(以下、XPSという)により、P2pのピークを測定し比較した例を示した。化成処理表面1では、処理液中にリン酸を含有しているため、P2pのピークがはっきりと認められるのに対して、本発明による無機表面処理2においてはP2pのピークが認められないことは図1から明らかである。
(Surface-treated metal material)
<Inorganic surface treatment layer>
In the surface-treated metal material of the present invention, as described above, it is one important feature that the inorganic surface-treated layer of the surface-treated metal material does not contain phosphoric acid. It is clear from
That is, in FIG. 1, a zirconium phosphate chemical conversion treatment 1, which is a representative example of a surface treatment film containing phosphate ions, and an inorganic surface treatment 2 containing Zr, O, and F not containing phosphate ions according to the present invention, X An example was shown in which the P2p peak was measured and compared with a line photoelectron spectrometer (hereinafter referred to as XPS). The chemical conversion surface 1 contains phosphoric acid in the treatment solution, so that the peak of P2p is clearly recognized, whereas the peak of P2p is not recognized in the inorganic surface treatment 2 according to the present invention. It is clear from FIG.

一方、図2及び図3は、上記リン酸ジルコニウム化成処理1と本発明の無機表面処理2について表面からスパッタリングを併用した深さ方向分析を行なったO1sピークを示す図である。図2及び図3中、最表面から得られたピークが最も下に位置し、表面から離れて金属基板に近いピークほど上側に示した。図2及び図3より、最表面では、表面汚染に由来したOが存在するため、エネルギー位置からは判断できないが、深さ方向分析を行なうことにより、リン酸イオンに由来するO1sピークを持つ化成処理1のO1sピークの束縛エネルギー位置11は、本発明によるリン酸イオンを含有しないZr,O,Fを含む無機表面処理膜2のO1sピークの束縛エネルギー位置21に比較して高エネルギー側に現れている。このことから、本発明の表面処理金属材料においては、表面処理層がリン酸を含有していないことが明らかである。   On the other hand, FIG.2 and FIG.3 is a figure which shows the O1s peak which performed the depth direction analysis which used sputtering together from the surface about the said zirconium phosphate chemical conversion treatment 1 and the inorganic surface treatment 2 of this invention. In FIGS. 2 and 3, the peak obtained from the outermost surface is located at the bottom, and the peak closer to the metal substrate away from the surface is shown on the upper side. 2 and 3, since there is O derived from surface contamination on the outermost surface, it cannot be determined from the energy position, but by performing depth direction analysis, a chemical compound having an O1s peak derived from phosphate ions is obtained. The binding energy position 11 of the O1s peak of the treatment 1 appears on the higher energy side as compared to the binding energy position 21 of the O1s peak of the inorganic surface treatment film 2 containing Zr, O, and F not containing phosphate ions according to the present invention. ing. From this, in the surface-treated metal material of the present invention, it is clear that the surface-treated layer does not contain phosphoric acid.

更に、本発明の表面処理金属材料においては、表面処理金属材料の無機表面処理層の最表面に含有されるPとZrの原子比が、0≦P/Zr<0.6の範囲、より好ましくは0≦P/Zr<0.1の範囲にあることが重要な特徴である。P/Zrが上記範囲よりも大きい場合には、被膜中にリン酸または、不純物成分としてのPが多く存在しており、十分な密着性が得られないからである。
また本発明の表面処理金属材料の無機表面処理層はZr、O、Fを主構成成分として含有し、特にその最表面層は、O/Zrの値が原子比で1〜10の範囲、特に1〜5の範囲にあることが望ましい。O/Zrが上記範囲よりも小さい場合には、被膜作成が困難であり、一方O/Zrが上記範囲よりも大きい場合には、十分な密着性が得られないからである。
更に、本発明の表面処理金属材料においては、表面処理金属材料の無機表面処理層の最表面に含有されるF/Zrの値が原子比で0.1〜2.5の範囲、特に0.5〜2.0の範囲にあることが望ましい。F/Zrが上記範囲より小さい場合には、前述したZrO(OH)Y−Zのような安定化構造をとれずに、高温多湿環境下での密着性が低下しやすく、一方F/Zrが上記範囲よりも大きい場合にも、イオン半径が小さいとはいえ、Zrに対するアニオン量が過多となり、やはり密着性が低下する。
Furthermore, in the surface-treated metal material of the present invention, the atomic ratio of P and Zr contained in the outermost surface of the inorganic surface-treated layer of the surface-treated metal material is more preferably in the range of 0 ≦ P / Zr <0.6. Is an important feature in the range of 0 ≦ P / Zr <0.1. When P / Zr is larger than the above range, a large amount of phosphoric acid or P as an impurity component is present in the coating, and sufficient adhesion cannot be obtained.
The inorganic surface-treated layer of the surface-treated metal material of the present invention contains Zr, O, and F as main components, and particularly the outermost surface layer has an O / Zr value in the range of 1 to 10, particularly in the atomic ratio. It is desirable to be in the range of 1-5. This is because when O / Zr is smaller than the above range, it is difficult to form a film, whereas when O / Zr is larger than the above range, sufficient adhesion cannot be obtained.
Furthermore, in the surface-treated metal material of the present invention, the value of F / Zr contained in the outermost surface of the inorganic surface-treated layer of the surface-treated metal material is in the range of 0.1 to 2.5 in terms of atomic ratio. It is desirable to be in the range of 5 to 2.0. When F / Zr is smaller than the above range, the adhesive structure in a high-temperature and high-humidity environment tends to be lowered without taking the stabilizing structure like ZrO X (OH) YZ F Z described above, while F Even when / Zr is larger than the above range, although the ionic radius is small, the amount of anion with respect to Zr becomes excessive, and the adhesion is also lowered.

P/Zr,O/Zr,F/Zrの原子比の測定方法としては、XPSにより、P2p,O1s,F1s,Zr3dのピークをそれぞれ測定し、解析ソフトにより原子濃度を求めた値から求めることができる。但し、シリカ分散試料では、最表面に緻密なシリカ膜が形成されるため、O/Zrを求めるに当たっては、Si2pのピークも同時に測定しておき、Siの原子濃度からSiOに相当するOの濃度を求め、全体からSiO分を除外した各元素の原子濃度を再計算し、O/Zrの原子比を求めなおす必要がある。
測定に用いる表面処理金属材料の状態としては、清浄な状態であれば、そのまま表面を解析する。有機樹脂が接着や融着された後であれば煮沸した過酸化水素水などに数分間浸漬してまず有機樹脂層を除去する必要がある。
清浄でないサンプルや前述の有機樹脂被覆層を除去後のサンプルは、有機物由来によるC層をC,O,F,Zr,基材金属元素などの主要元素の和を100%とした時に対して、Cが原子濃度で10%以下となるまでArスパッタリングにより汚染層を軽く除去した時点でのP/Zr,O/ZrおよびF/Zr比を求めることができる。また、定法により、P,O,FおよびZrの各元素についてバックグランド除去後のピーク面積を求めてから、測定装置の相対感度係数を用いて各元素の原子濃度を求め、P/Zr,O/ZrおよびF/Zr比を計算により求めてもよい。
図4にZr3dピーク3の例を示す。バックグランドの基準線4とピーク3に囲まれる範囲がピーク面積5となる。尚、当然ではあるが、バックグランドの引き方によって、原子比が変動するので、バックグランドの引き方には注意が必要である。
また、P2pのピークは、Al2sのプラズモンロスピークと混同しやすいので、注意が必要である。特に、深さ方向にスパッタリングするにつれて、P2pと考えられるピークがAl2sピークとともに単調に増加するような場合には、表面被膜単離後特性X線分析するなど他の方法でP元素の存在を確認する必要がある。
As a method for measuring the atomic ratio of P / Zr, O / Zr, and F / Zr, the peak of P2p, O1s, F1s, and Zr3d is measured by XPS, and the atomic concentration is obtained from the value obtained by analysis software. it can. However, the silica-dispersed samples, since a dense silica film is formed on the outermost surface, when the seek O / Zr, peaks of Si2p be measured beforehand at the same time, from the atomic concentration of Si of O corresponding to SiO 2 It is necessary to obtain the concentration, recalculate the atomic concentration of each element excluding SiO 2 from the whole, and obtain the atomic ratio of O / Zr again.
If the surface-treated metal material used for measurement is in a clean state, the surface is analyzed as it is. After the organic resin is bonded or fused, it is necessary to first remove the organic resin layer by immersing it in a boiled hydrogen peroxide solution for several minutes.
Samples that are not clean and samples after removal of the organic resin coating layer described above, when the sum of major elements such as C, O, F, Zr, and base metal elements is 100% in the C layer derived from organic matter, The P / Zr, O / Zr, and F / Zr ratios at the time when the contaminated layer is lightly removed by Ar sputtering until C becomes 10% or less in atomic concentration can be obtained. Also, after obtaining the peak area after background removal for each element of P, O, F, and Zr by a regular method, the atomic concentration of each element is obtained using the relative sensitivity coefficient of the measuring device, and P / Zr, O The / Zr and F / Zr ratios may be determined by calculation.
FIG. 4 shows an example of the Zr3d peak 3. A range surrounded by the reference line 4 and the peak 3 of the background is a peak area 5. Needless to say, since the atomic ratio varies depending on how the background is drawn, attention should be paid to how the background is drawn.
In addition, the peak of P2p is easily confused with the plasmon loss peak of Al2s, so care must be taken. In particular, when the peak considered to be P2p increases monotonously with the Al2s peak as sputtering is performed in the depth direction, the presence of P element is confirmed by other methods such as characteristic X-ray analysis after surface coating isolation. There is a need to.

また、膜厚としては、Zrの重量膜厚で、5〜300mg/mの間にあることが好ましく、5mg/m未満では被膜の均一な生成が困難であり被覆率が充分でなく、300mg/mを越えると、加工により密着性が低下するので好ましくない。
Zr膜厚の測定方法としては、市販の蛍光X線分析装置により定量する。まず、Zr重量膜厚既知の複数のサンプルからZr膜厚とZrのX線強度の関係を示す検量線を作成し、ついで、未知試料を用いて測定したZrのX線強度を、検量線に基づき重量膜厚に換算する。
As the film thickness, the weight film thickness of Zr, is preferably between the 5 to 300 mg / m 2, not sufficient homogeneous product is difficult coverage of the coating is less than 5 mg / m 2, If it exceeds 300 mg / m 2 , the adhesiveness is lowered by processing, which is not preferable.
As a measuring method of Zr film thickness, it quantifies with a commercially available fluorescent X-ray analyzer. First, a calibration curve indicating the relationship between the Zr film thickness and the X-ray intensity of Zr is created from a plurality of samples with known Zr weight film thickness, and then the X-ray intensity of Zr measured using an unknown sample is used as the calibration curve. Based on the weight film thickness.

無機表面処理層にSiO粒子を含有させる場合、表面処理金属材料の無機表面処理層の最表面に含有されるSiの表面被覆率は、原子比で10〜30%、特に15〜30%の範囲にあることが望ましい。Siの表面被覆率が上記範囲よりも小さい場合には被膜作成が困難であり、一方Siの原子濃度が上記範囲よりも大きい場合には、水分散性シリカを配合することによる安定な被膜形成効果を十分に得ることができないからである。
なお、Siの表面被覆率は、上述の原子比の測定と同じくXPSにより、構成成分となる主要な元素を測定し、全体を100%とした時のSi2pの原子濃度を表面被覆率と定義した。但し、原子比の測定と同じく、Cが原子濃度で10%以下となるまでArスパッタリングにより汚染層を軽く除去した時点での濃度を求める必要がある。
When SiO 2 particles are included in the inorganic surface treatment layer, the surface coverage of Si contained in the outermost surface of the inorganic surface treatment layer of the surface treatment metal material is 10 to 30%, particularly 15 to 30% in terms of atomic ratio. It is desirable to be in range. When the surface coverage of Si is smaller than the above range, it is difficult to form a film. On the other hand, when the atomic concentration of Si is larger than the above range, the effect of forming a stable film by blending water-dispersible silica is difficult. This is because you cannot get enough.
As for the surface coverage of Si, the main elements as constituent components were measured by XPS in the same way as the measurement of the atomic ratio described above, and the atomic concentration of Si2p when the whole was defined as 100% was defined as the surface coverage. . However, as in the measurement of the atomic ratio, it is necessary to obtain the concentration at the time when the contaminated layer is lightly removed by Ar sputtering until C becomes 10% or less in atomic concentration.

また本発明の表面処理金属材料においては、被処理材となる金属材料基体がアルミニウム合金またはアルミニウム被覆鋼板など傷付きやすい金属からなる場合には、表面に粒径10〜100nmの微粒子を析出させ、金属材料表面を被覆することができる。これは、Zrを主体とする酸化物微粒子と考えられ、特殊な前処理を行なうことなく、陰極電解によってアルミ表面を改質し、耐傷性や耐摩耗性などを改善する効果が得られる。   Further, in the surface-treated metal material of the present invention, when the metal material substrate to be treated is made of an easily damaged metal such as an aluminum alloy or an aluminum-coated steel plate, fine particles having a particle size of 10 to 100 nm are precipitated on the surface, The metal material surface can be coated. This is considered to be oxide fine particles mainly composed of Zr, and the effect of improving the scratch resistance, wear resistance, etc. is obtained by modifying the aluminum surface by cathodic electrolysis without performing a special pretreatment.

〈有機表面処理層〉
本発明の表面処理金属材料においては、前記無機表面処理層と共に存在する有機表面処理層は、有機成分を主体とする有機被覆であり、特に(i)Si量が0.8〜30mg/mであるシランカップリング剤処理層、或いは(ii)フェノール系水溶性有機化合物を主体とする層であることが好適である。
(i)シランカップリング剤処理層
本発明の表面処理金属材料においては、前記無機表面処理層の上にSi量が5030mg/m以下であるシランカップリング剤処理層が更に形成されていることが特に好適である。
シランカップリング剤処理層を形成するシランカップリング剤は、熱可塑性ポリエステル樹脂と化学結合する反応基と無機表面処理層と化学結合する反応基を有するものであり、アミノ基、エポキシ基、メタクリロキシ基、メルカプト基等の反応基と、メトキシ基、エトキシ基等の加水分解性アルコキシ基を含むオルガノシランから成るものや、メチル基、フェニル基、エポキシ基、メルカプト基等の有機置換基と加水分解性アルコキシ基を含有するシランを使用することができる。
本発明において、好適に用いることができるシランカップリング剤の具体例としては、γ-APS(γ-アミノプロピルトリメトキシシラン)、γ−GPS(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)、BTSPA(ビストリメトキシシリルプロピルアミノシラン)、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
シランカップリング剤処理層は、Si量が0.8〜30mg/m、特に3〜15mg/mとなるように形成されていることが好ましい。上記範囲よりもSi量が少ないと加工密着性に劣り、また上記範囲よりもSi量が多いと、未反応のシランカップリング剤が自己縮合するため満足し得る加工密着性、耐食性を得ることができない。
<Organic surface treatment layer>
In the surface-treated metal material of the present invention, the organic surface treatment layer is present together with the inorganic surface-treating layer is an organic coating mainly composed of organic components, particularly (i) Si amount 0.8~30mg / m 2 A silane coupling agent-treated layer, or (ii) a layer mainly composed of a phenol-based water-soluble organic compound.
(I) Silane coupling agent treatment layer In the surface-treated metal material of the present invention, a silane coupling agent treatment layer having an Si amount of 5030 mg / m 2 or less is further formed on the inorganic surface treatment layer. Is particularly preferred.
The silane coupling agent that forms the silane coupling agent treatment layer has a reactive group that chemically bonds to the thermoplastic polyester resin and a reactive group that chemically bonds to the inorganic surface treatment layer, and includes an amino group, an epoxy group, a methacryloxy group. Containing hydrosilanes with organic substituents such as methyl groups, phenyl groups, epoxy groups, mercapto groups, and the like, and reactive groups such as mercapto groups and hydrolyzable alkoxy groups such as methoxy groups and ethoxy groups Silanes containing alkoxy groups can be used.
Specific examples of silane coupling agents that can be suitably used in the present invention include γ-APS (γ-aminopropyltrimethoxysilane), γ-GPS (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane), BTSPA ( Bistrimethoxysilylpropylaminosilane), N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, and the like.
The silane coupling agent treatment layer is preferably formed so that the Si amount is 0.8 to 30 mg / m 2 , particularly 3 to 15 mg / m 2 . If the Si amount is less than the above range, the work adhesion is inferior. If the Si amount is more than the above range, the unreacted silane coupling agent self-condenses, so that satisfactory work adhesion and corrosion resistance can be obtained. Can not.

また、シランカップリング剤処理層からなる前記有機表面処理層は、SiO粒子を含有している無機表面処理層の上に形成されることが特に好ましい。この場合、無機表面処理層の重量膜厚比M/Siが0.3〜3.5であることが更に好ましく、上記範囲よりもM/Siが小さい場合には、被膜自体の凝集力が低下し易く安定な被膜作成が困難となり、上記範囲よりもM/Siが大きい場合には、SiO粒子の分散が不十分となるからである。 The organic surface treatment layer composed of a silane coupling agent treatment layer is particularly preferably formed on an inorganic surface treatment layer containing SiO 2 particles. In this case, the weight-thickness ratio M / Si of the inorganic surface treatment layer is more preferably 0.3 to 3.5, and when M / Si is smaller than the above range, the cohesive force of the coating itself is reduced. This is because it is difficult to form a stable film, and when M / Si is larger than the above range, the dispersion of SiO 2 particles becomes insufficient.

(ii)フェノール系水溶性有機化合物を主体とする層
本発明の表面処理金属材料においては、前記無機表面処理層とフェノール系水溶性有機化合物を主体とする層が存在していることが特に好適であり、無機表面処理層は、フェノール系水溶性有機化合物層を主体とする有機又は有機無機表面処理層の上にあっても、下にあっても良い。
ここで、フェノール系水溶性有機化合物層の上に無機表面処理層が存在する場合とは、フェノール系水溶性有機化合物を主体とする層を形成した後に、無機表面処理層を形成した場合を指している。この場合、最表面は無機表面処理層となるが、金属基材に近い表面処理層の内側部は、有機表面処理層の被膜欠陥部または被膜厚みの薄いところに電解析出した無機処理層も存在しており、有機と無機が混在した部分が形成されていると考えられる。
フェノール系水溶性有機化合物としては、下記式(1)
OH

− φ −CH− ・・・(1)


式中、φはベンゼン環を表し、Xは水素原子又は下記式(2)
Z= −CH−N−R ・・・(2)


式中、R及びRの各々は炭素数10以下のアルキル基又は炭素数10以下のアルキル基又は炭素数10以下のヒドロキシアルキル基である、で表されるZを表し、基Zの導入率はベンゼン環1個当たり0.2〜1.0であるものとする、
で表される反復単位から成るフェノール樹脂であることが好適である。
またフェノール系水溶性有機化合物の他の例としては、タンニンを挙げることができる。タンニンは、タンニン酸ともいい、フェノール性ヒドロキシル基を有する複雑な構造の芳香族化合物の総称である。
タンニンとしては、ハマメリタンニン、カキタンニン、チャタンニン、五倍子タンニン、没食子タンニン、ミロバランタンニン、ジビジビタンニン、アルガロビラタンニン、バロニアタンニン、カテキンタンニン等を挙げることができる。タンニンは、数平均分子量が200以上であることが好ましい。
上記フェノール系水溶性有機化合物を主体とする有機表面処理層においては、かかる有機表面処理層中に炭素原子換算で3〜75mg/m、特に6〜30mg/mの範囲の含有量でフェノール系水溶性有機化合物を含有していることが望ましい。上記範囲よりも少ない場合には、有機表面処理被膜の密着性に劣り、一方上記範囲よりも多い場合には有機表面処理被膜の膜厚が必要以上に大きくなり密着性及び耐食性が低下する。
また、上記フェノール系水溶性有機化合物を主体とする有機表面処理層は、カーボンを主成分とする有機化合物と、リン化合物とジルコニウムあるいはチタン化合物を含む表面処理剤を用いて形成された有機-無機複合層であっても良い。
(Ii) Layer mainly composed of phenol-based water-soluble organic compound In the surface-treated metal material of the present invention, it is particularly preferable that the inorganic surface-treated layer and a layer mainly composed of phenol-based water-soluble organic compound exist. The inorganic surface treatment layer may be on or below the organic or organic inorganic surface treatment layer mainly composed of the phenol-based water-soluble organic compound layer.
Here, the case where the inorganic surface treatment layer is present on the phenolic water-soluble organic compound layer refers to the case where the inorganic surface treatment layer is formed after the formation of the layer mainly composed of the phenolic water-soluble organic compound. ing. In this case, the outermost surface is an inorganic surface treatment layer, but the inner part of the surface treatment layer close to the metal substrate is also an inorganic treatment layer that is electrolytically deposited on the thin film thickness portion of the organic surface treatment layer. It exists and it is thought that the part where organic and inorganic were mixed was formed.
As a phenol type water-soluble organic compound, following formula (1)
OH

− Φ −CH 2 − (1)

X
In the formula, φ represents a benzene ring, X represents a hydrogen atom or the following formula (2)
Z = —CH 2 —N—R 1 (2)

R 2
In the formula, each of R 1 and R 2 represents Z represented by: an alkyl group having 10 or less carbon atoms, an alkyl group having 10 or less carbon atoms, or a hydroxyalkyl group having 10 or less carbon atoms; The rate shall be 0.2-1.0 per benzene ring,
It is preferable that it is a phenol resin which consists of a repeating unit represented by these.
Moreover, a tannin can be mentioned as another example of a phenol-type water-soluble organic compound. Tannin, also called tannic acid, is a general term for aromatic compounds having a complex structure having a phenolic hydroxyl group.
Examples of tannins include hameli tannins, oyster tannins, chatannins, pentaploid tannins, gallic tannins, milovalan tannins, dibidi tannins, argarovira tannins, valonia tannins, catechin tannins and the like. Tannin preferably has a number average molecular weight of 200 or more.
In the organic surface treatment layer mainly composed of the above-mentioned phenol-based water-soluble organic compound, the organic surface treatment layer has a phenol content of 3 to 75 mg / m 2 , particularly 6 to 30 mg / m 2 in terms of carbon atoms. It is desirable to contain a water-soluble organic compound. When the amount is less than the above range, the adhesion of the organic surface treatment film is inferior. On the other hand, when the amount is more than the above range, the film thickness of the organic surface treatment film becomes larger than necessary and the adhesion and corrosion resistance are lowered.
The organic surface treatment layer mainly composed of the phenol-based water-soluble organic compound is an organic-inorganic layer formed by using an organic compound mainly composed of carbon and a surface treatment agent containing a phosphorus compound and a zirconium or titanium compound. It may be a composite layer.

図5乃至図7は、本発明の表面処理金属材料の一例をそれぞれ示す断面図である。図5に示す表面処理金属材料31は、金属材料基体32、基体表面に設けられた、Zr,O,Fを主構成成分とする無機表面処理層33、無機表面処理層33の上に有機成分を主体とする有機表面処理層34が形成されている。
図6に示す表面処理金属材料31は、Zr,O,Fを主構成成分とする無機表面処理層33及び有機表面処理層34を有している点は図5と同じであるが、金属材料基体32が金属材料32aと金属メッキ層32bにより構成されている。基体32の大部分を占める金属材料32aに被覆される金属メッキ層32bは、後述するように、金属材料32aの耐食性を高める役割を持つものが使用される。
図7に示す表面処理金属材料31は、金属材料基体32の上にZr,O,Fを主構成成分とする無機表面処理層33が形成され、この無機表面処理層33中に、SiO粒子35が含有されている。
5 to 7 are cross-sectional views showing examples of the surface-treated metal material of the present invention. The surface-treated metal material 31 shown in FIG. 5 includes a metal material base 32, an inorganic surface treatment layer 33 having Zr, O, and F as main components provided on the surface of the base, and an organic component on the inorganic surface treatment layer 33. An organic surface treatment layer 34 mainly composed of is formed.
The surface-treated metal material 31 shown in FIG. 6 is the same as FIG. 5 in that it has an inorganic surface-treated layer 33 and an organic surface-treated layer 34 containing Zr, O, and F as main components. The base 32 is composed of a metal material 32a and a metal plating layer 32b. As the metal plating layer 32b covered with the metal material 32a occupying most of the base 32, a layer having a role of enhancing the corrosion resistance of the metal material 32a is used as will be described later.
In the surface-treated metal material 31 shown in FIG. 7, an inorganic surface treatment layer 33 containing Zr, O, and F as main components is formed on a metal material substrate 32, and SiO 2 particles are contained in the inorganic surface treatment layer 33. 35 is contained.

(金属材料基体)
本発明に用いる金属材料基体としては、各種表面処理鋼板やアルミニウム等の軽金属材料などが使用される。表面処理鋼板としては、冷圧延鋼板を焼鈍した後二次冷間圧延し、亜鉛メッキ、錫メッキ、ニッケルメッキ、アルミニウムメッキ等の表面処理の一種または二種以上行なったものを用いることができ、他にアルミニウムクラッド鋼板なども用いることができる。金属材料基体の表面側にメッキまたはクラッドなどにより形成される金属は、中心側に位置する金属の耐食性や耐摩耗性、通電性などの様々な性質を改善する目的で付けられているが、一般的には、耐食性を改善する目的で付与されている場合がほとんどである。また、軽金属材料としては、いわゆる純アルミニウムの他にアルミニウム合金が使用される。金属材料の元厚は、特に限定はなく、金属の種類、容器の用途或いはサイズによっても相違するが、金属板としては一般に0.10乃至0.50mmの厚みを有するのがよく、この中でも表面処理鋼板の場合には0.10乃至0.30mmの厚み、軽金属板の場合は0.15乃至0.40mmの厚みを有するのがよい。
(Metal material substrate)
As the metal material substrate used in the present invention, various surface-treated steel plates and light metal materials such as aluminum are used. As the surface-treated steel sheet, the cold-rolled steel sheet is annealed and then secondarily cold-rolled, and galvanized, tin-plated, nickel-plated, aluminum-plated, or the like can be used as a surface-treated steel sheet. In addition, an aluminum clad steel plate or the like can also be used. The metal formed by plating or cladding on the surface side of the metal material base is attached for the purpose of improving various properties such as the corrosion resistance, wear resistance, and electrical conductivity of the metal located on the center side. Specifically, it is almost always given for the purpose of improving the corrosion resistance. As the light metal material, an aluminum alloy is used in addition to so-called pure aluminum. The original thickness of the metal material is not particularly limited and varies depending on the type of metal and the use or size of the container, but the metal plate generally has a thickness of 0.10 to 0.50 mm, and among these, the surface In the case of a treated steel plate, the thickness may be 0.10 to 0.30 mm, and in the case of a light metal plate, the thickness may be 0.15 to 0.40 mm.

(表面処理方法)
本発明の金属材料の表面処理方法においては、ZrとFを含有しリン酸イオン濃度が、POとして0.003モル/リットル未満、より好ましくはリン酸を含有しない水溶液中で陰極電解処理することが重要な特徴である。
前述した通り、陰極電解処理によれば、従来の化成処理被膜と比較して、単位時間あたりのZr重量膜厚の制御範囲を大幅に広げることができ、用途に応じた被膜生成が可能となる。
(Surface treatment method)
In the surface treatment method for a metal material of the present invention, cathodic electrolysis is performed in an aqueous solution containing Zr and F and having a phosphate ion concentration of less than 0.003 mol / liter as PO 4 , and more preferably not containing phosphoric acid. This is an important feature.
As described above, according to the cathodic electrolysis treatment, the control range of the Zr weight film thickness per unit time can be greatly expanded as compared with the conventional chemical conversion treatment coating, and the coating can be generated according to the application. .

また、本発明の表面処理方法においては、陰極電解処理を断続的に実施すること、すなわち電解途中に停止時間を設けて、攪拌した水溶液中で通電と停止のサイクルを複数回繰り返して電解を行なう断続電解を行なうことが好ましい。図8は、通電時間と停止時間の総和であるトータル電解時間とZr重量膜厚の関係を示すものであり、図8から明らかなように、連続的に陰極電解を行なった場合よりも断続的に陰極電解を行なった場合のほうが、Zr重量膜厚の形成速度が速いことが理解される。
これは、連続的に電解していると陰極近傍で濃度分極を生じ、析出が阻害されるのに対し、断続的に電解することにより、電解停止の間に攪拌効果により、陰極近傍へZr,O,OH,Fなどのイオンが供給されると共に、陰極に生成したルーズな膜、すなわち、O/Zr比の大きい膜を取り去り、結果としてZr重量膜厚の形成速度が速く、かつ、より高品質な膜を提供することになる。
通電と停止のサイクルは、これに限定されるものではないが、通電時間が0.1乃至0.8秒、停止時間が0.3乃至1.5秒の範囲で、2乃至10サイクル行なうことが好ましい。
Further, in the surface treatment method of the present invention, the cathodic electrolysis treatment is intermittently performed, that is, the electrolysis is performed by providing a stop time in the middle of electrolysis and repeating the energization and stop cycles a plurality of times in the stirred aqueous solution. It is preferable to perform intermittent electrolysis. FIG. 8 shows the relationship between the total electrolysis time, which is the sum of the energization time and the stop time, and the Zr weight film thickness. As is apparent from FIG. 8, it is more intermittent than when the cathode electrolysis is performed continuously. It is understood that the rate of formation of the Zr heavy film thickness is faster when the cathode electrolysis is performed.
This is because, when electrolysis is performed continuously, concentration polarization occurs in the vicinity of the cathode and precipitation is inhibited. On the other hand, by intermittent electrolysis, Zr, Ions such as O, OH, and F are supplied, and a loose film formed on the cathode, that is, a film having a large O / Zr ratio is removed. As a result, the formation rate of the Zr weight film thickness is high and higher. It will provide a quality film.
The energization and stop cycle is not limited to this, but the energization time is 0.1 to 0.8 seconds and the stop time is 0.3 to 1.5 seconds. Is preferred.

本発明の表面処理方法に用いる水溶液は、浴濃度が、Zrとして0.010〜0.050モル/リットル、特に0.015〜0.035モル/リットルの範囲にあることが好ましい。陰極電解処理では、表面に緻密な酸化膜が形成されている金属板への処理は局所的な電解集中が生じることから均一な被膜形成が困難であり、特殊な前処理が必要とされることが多いが、本発明においては、特殊な前処理を行なうことなく、できるだけ均一な表面処理膜を生成するために、低濃度浴で電解処理を行なうこととしている。すなわち、上記範囲よりも浴濃度が高いと、核生成が局所的に生じ、その部分に電解が優先的に集中するため、結果的に不均一な被膜が形成され、一方上記範囲よりも浴濃度が低い場合には、浴の電気伝導度が低く、処理に要する電力上昇を招くので好ましくない。   The aqueous solution used in the surface treatment method of the present invention preferably has a bath concentration in the range of 0.010 to 0.050 mol / liter, particularly 0.015 to 0.035 mol / liter as Zr. In the cathodic electrolysis treatment, it is difficult to form a uniform film due to local electrolysis concentration on the metal plate with a dense oxide film formed on the surface, and a special pretreatment is required. However, in the present invention, electrolytic treatment is performed in a low concentration bath in order to produce a surface treatment film that is as uniform as possible without performing any special pretreatment. That is, if the bath concentration is higher than the above range, nucleation occurs locally, and electrolysis concentrates preferentially in that portion, resulting in the formation of a non-uniform film, while the bath concentration is higher than the above range. Is low, the electric conductivity of the bath is low, which causes an increase in power required for the treatment, which is not preferable.

本発明の表面処理方法に用いる水溶液は、浴濃度が、Zrとして0.010〜0.050モル/リットル、特に0.015〜0.035モル/リットルの範囲にあることが好ましい。陰極電解処理では、表面に緻密な酸化膜が形成されている金属板への処理は局所的な電解集中が生じることから均一な被膜形成が困難であり、特殊な前処理が必要とされることが多いが、本発明においては、特殊な前処理を行なうことなく、できるだけ均一な表面処理膜を生成するために、低濃度浴で電解処理を行なうこととしている。すなわち、上記範囲よりも浴濃度が高いと、核生成が局所的に生じ、その部分に電解が優先的に集中するため、結果的に不均一な被膜が形成され、一方上記範囲よりも浴濃度が低い場合には、浴の電気伝導度が低く、処理に要する電力上昇を招くので好ましくない。   The aqueous solution used in the surface treatment method of the present invention preferably has a bath concentration in the range of 0.010 to 0.050 mol / liter, particularly 0.015 to 0.035 mol / liter as Zr. In the cathodic electrolysis treatment, it is difficult to form a uniform film due to local electrolysis concentration on the metal plate with a dense oxide film formed on the surface, and a special pretreatment is required. However, in the present invention, electrolytic treatment is performed in a low-concentration bath in order to produce a surface treatment film that is as uniform as possible without performing any special pretreatment. That is, if the bath concentration is higher than the above range, nucleation occurs locally, and electrolysis concentrates preferentially in that portion, resulting in the formation of a non-uniform film, while the bath concentration is higher than the above range. Is low, the electric conductivity of the bath is low, which causes an increase in power required for the treatment, which is not preferable.

表面処理に用いる水溶液は、pH3.0〜8.0、より好ましくはpH3.5〜6.5の水溶液であることが好ましく、処理液に用いるZr薬剤としてはフッ化ジルコニウムカリウムKZrFやフッ化ジルコニウムアンモニウム(NHZrF、炭酸ジルコニウムアンモニウム溶液(NHZrO(COなどを用いることができる。また、ジルコニウムイオンとフッ素イオンを別々の薬剤より供給することもでき、Zr薬剤としてオキシ硝酸ジルコニウムZrO(NO、オキシ酢酸ジルコニウムZrO(CHCOO)など、F薬剤としてフッ化ナトリウムNaF、フッ化カリウムKF、フッ化アンモニウムNHFなどを用いることができる。
浴中のFイオンの浴濃度としては、Fとして、0.03モル/リットル〜0.35モル/リットルの範囲にある事が好ましい。上記範囲よりもフッ素イオン濃度が低いと、陰極である金属表面上にゲル状物質が生成し、連続生産時のハンドリング性を阻害するとともに、特性面でも高温多湿環境下で経時的に不安定な表面となるので好ましくなく、上記範囲よりも浴濃度が高いと析出効率を阻害する傾向があるとともに、浴中に沈殿物を生じやすいので好ましくない。
The aqueous solution used for the surface treatment is preferably an aqueous solution having a pH of 3.0 to 8.0, more preferably a pH of 3.5 to 6.5. Examples of the Zr agent used for the treatment liquid include potassium zirconium fluoride KZrF 6 and fluoride. Zirconium ammonium (NH 4 ) 2 ZrF 6 , zirconium ammonium carbonate solution (NH 4 ) 2 ZrO (CO 3 ) 2 and the like can be used. Zirconium ions and fluorine ions can also be supplied from separate agents, such as zirconium oxynitrate ZrO (NO 3 ) 2 and zirconium oxyacetate ZrO (CH 3 COO) 2 as Zr agents, and sodium fluoride NaF as F agents. , Potassium fluoride KF, ammonium fluoride NH 4 F, or the like can be used.
The F concentration in the bath is preferably in the range of 0.03 mol / liter to 0.35 mol / liter as F. If the fluorine ion concentration is lower than the above range, a gel-like substance is formed on the metal surface that is the cathode, which hinders handling during continuous production and is unstable over time in a high-temperature and high-humidity environment. Since it becomes a surface, it is not preferable, and when the bath concentration is higher than the above range, it is not preferable because precipitation efficiency tends to be inhibited and precipitates are easily generated in the bath.

表面処理に用いる水溶液には水分散性シリカを配合することが特に好ましい。水分散性シリカは、前述した通り耐食性及び膜形成性を向上するものであり、特に限定されるものではないが、球状シリカ、鎖状シリカ、アルミニウム修飾シリカ等を挙げることができ、具体的には、球状シリカとして、スノーテックスN、スノーテックスUP(何れも日産化学工業社製)などのコロイダルシリカや、アエロジル(日本アエロジル社製)などのヒュームドシリカを挙げることができ、鎖状シリカとして、スノーテックスPS(日産化学工業社製)等のシリカゲル、更にアルミニウム修飾シリカとして、アデライトAT−20A(旭電化工業社製)等の市販のシリカゲルを用いることができる。処理液に配合するシリカの粒径としては4〜80nm、特に4〜30nmの範囲にあることが望ましい。この範囲より下の粒子は入手が困難であり、この範囲より上では、加工時に割れを生じやすくなるので好ましくない。また、被膜中のシリカの配合量は、Si量で3〜100mg/m、特に20〜80mg/mの範囲にあることが望ましい。この範囲より下ではシリカを配合する効果が乏しく、この範囲より上では膜自体の凝集力の不足を招くので好ましくない。 It is particularly preferable to add water-dispersible silica to the aqueous solution used for the surface treatment. The water-dispersible silica improves the corrosion resistance and the film-forming property as described above, and is not particularly limited, but examples thereof include spherical silica, chain silica, aluminum modified silica, and the like. May include colloidal silica such as SNOWTEX N and SNOWTEX UP (both manufactured by Nissan Chemical Industries) and fumed silica such as Aerosil (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.). Commercially available silica gel such as Adelite AT-20A (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) can be used as silica gel such as Snowtex PS (Nissan Chemical Co., Ltd.) and aluminum modified silica. The particle size of silica to be blended in the treatment liquid is preferably in the range of 4 to 80 nm, particularly 4 to 30 nm. Particles below this range are difficult to obtain, and above this range, cracks are likely to occur during processing, which is not preferable. The amount of silica in the coating is, 3 to 100 mg / m 2 in the amount of Si, it is desirable in particular in the range of 20 to 80 mg / m 2. Below this range, the effect of compounding silica is poor, and above this range, the film itself is insufficient in cohesive strength, which is not preferable.

更に、表面処理に用いる水溶液には必要に応じて、硝酸イオン、過酸化物、および錯化剤を添加してもよい。硝酸イオンは、長期にわたって電解する際に、析出状態の安定性を保つ効果があり、硝酸、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウムなどをイオン源として用いることができる。過酸化物は、水溶液中で酸素を発生し、陰極表面近傍の濃度分極を抑制する効果があり、浴の攪拌が乏しい時に特に有用である。過酸化物としては、例えば、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸カリウム、ペルオキソホウ酸ナトリウム、ペルオキソ炭酸ナトリウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウムなどを用いる事ができる。さらに、錯化剤は、浴中に沈殿物が生成するのを抑える働きがあり、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、クエン酸、クエン酸ナトリウム、ホウ酸、ニトリロ三酢酸、ニトリロ三酢酸ナトリウム、シクロヘキサンジアミン四酢酸、グリシンなどを用いることができる。硝酸イオン、過酸化物、および錯化剤の添加濃度は、高濃度すぎると析出効率を阻害する傾向があり、硝酸イオン、過酸化物、錯化剤のそれぞれの濃度は0.2モル/リットル以下であることが好ましい。   Furthermore, nitrate ions, peroxides, and complexing agents may be added to the aqueous solution used for the surface treatment, if necessary. Nitrate ions have the effect of maintaining the stability of the deposited state during electrolysis over a long period of time, and nitric acid, sodium nitrate, potassium nitrate, ammonium nitrate, and the like can be used as an ion source. The peroxide has the effect of generating oxygen in an aqueous solution and suppressing concentration polarization near the cathode surface, and is particularly useful when the bath is poorly stirred. As the peroxide, for example, hydrogen peroxide, ammonium peroxodisulfate, potassium peroxodisulfate, sodium peroxoborate, sodium peroxocarbonate, sodium peroxodisulfate and the like can be used. Further, the complexing agent has a function of suppressing the formation of precipitates in the bath, such as ethylenediaminetetraacetic acid, sodium ethylenediaminetetraacetate, citric acid, sodium citrate, boric acid, nitrilotriacetic acid, sodium nitrilotriacetate, Cyclohexanediaminetetraacetic acid, glycine, or the like can be used. If the concentration of nitrate ion, peroxide, and complexing agent is too high, the precipitation efficiency tends to be inhibited. The concentration of nitrate ion, peroxide, and complexing agent is 0.2 mol / liter. The following is preferable.

金属材料基体の前処理としては、定法により、脱脂、水洗、必要に応じて、酸洗、水洗を行ない、表面を清浄化し、上記水溶液を30〜65℃の温度において、攪拌しながら、電流密度が0.5〜100A/dmで、通電と停止のサイクルを繰り返す断続電解方式により、トータル電解時間が0.3〜20秒間陰極電解し、最後に水洗することにより、好適な表面構造を得ることができる。
陽極側に相当する対極板には、酸化イリジウム被覆したチタン板が好適に用いられる。対極板の条件としては、電解中に対極材料が処理液中に溶解せず、酸素過電圧の小さい不溶性陽極であることが望ましい。
As the pretreatment of the metal material substrate, degreasing, washing with water, if necessary, pickling and washing with water, cleaning the surface, and stirring the aqueous solution at a temperature of 30 to 65 ° C. while stirring the current density Is 0.5 to 100 A / dm 2 , and a cathodic electrolysis with a total electrolysis time of 0.3 to 20 seconds by a discontinuous electrolysis method in which a cycle of energization and stop is repeated, and finally, a suitable surface structure is obtained by washing with water. be able to.
As the counter electrode plate corresponding to the anode side, a titanium plate coated with iridium oxide is preferably used. As a condition of the counter electrode plate, it is desirable that the counter electrode material is an insoluble anode having a small oxygen overvoltage without being dissolved in the treatment liquid during electrolysis.

本発明の表面処理方法においては、上記無機表面処理層を形成した後に、有機成分、特に(i)シランカップリング剤又は(ii)フェノール系水溶性有機化合物を塗布し、これを乾燥させることにより有機被膜を形成させることが特に好適である。
有機被膜を無機表面処理層上に形成するには、上述したフェノール系水溶性有機化合物又はシランカップリング剤溶液を無機表面処理層上に塗布、若しくはフェノール系水溶性有機化合物又はシランカップリング剤溶液中に無機表面処理層を形成した表面処理金属材
料を浸漬し、その後絞りロールで過剰な溶液を除去した後、80〜180℃の温度条件下で加熱乾燥することによりすることにより形成することができる。
In the surface treatment method of the present invention, after the inorganic surface treatment layer is formed, an organic component, particularly (i) a silane coupling agent or (ii) a phenol-based water-soluble organic compound is applied and dried. It is particularly preferred to form an organic coating.
In order to form the organic coating on the inorganic surface treatment layer, the above-described phenol-based water-soluble organic compound or silane coupling agent solution is applied on the inorganic surface treatment layer, or the phenol-based water-soluble organic compound or silane coupling agent solution. It can be formed by immersing the surface-treated metal material on which the inorganic surface-treated layer is formed, removing the excess solution with a squeeze roll, and then drying by heating under a temperature condition of 80 to 180 ° C. it can.

(樹脂被覆金属材料)
本発明の樹脂被覆金属材料は、上記表面処理金属材料の少なくとも片面に有機樹脂、中でも特にポリエステル樹脂から成る層を被覆して成るものであり、上述した表面処理金属材料を用いることから、樹脂被覆の密着性及び接着性に優れており、このため優れた耐食性、耐デント性を有している。
本発明の樹脂被覆金属材料の一例の断面図を示す図9において、この樹脂被覆金属材料41は、容器としたときの内面側(図において右側)で見て、金属材料基体42、基体表面に設けられた、Zr,O,Fを主構成成分とする無機表面処理層43、無機表面処理層43の上に設けられた有機表面処理層44、及びその上に設けられたポリエステル樹脂被覆層45の多層構造を有している。図9の例では、容器としたときの外面側(図において左側)において、前記無機表面処理層43を介して外面樹脂保護層46を備えているが、外面樹脂保護層46は、前記ポリエステル樹脂被覆層45と同一のポリエステル樹脂であっても、或いはこれと異なるポリエステル樹脂からなっていてもよく、また異なる樹脂からなっていてもよい。
(Resin-coated metal material)
The resin-coated metal material of the present invention is formed by coating at least one surface of the surface-treated metal material with a layer made of an organic resin, particularly a polyester resin. Therefore, it has excellent corrosion resistance and dent resistance.
In FIG. 9 which shows sectional drawing of an example of the resin-coated metal material of the present invention, the resin-coated metal material 41 is formed on the metal material base 42 and the base surface when viewed from the inner surface side (right side in the figure) when used as a container. The provided inorganic surface treatment layer 43 containing Zr, O, and F as main components, the organic surface treatment layer 44 provided on the inorganic surface treatment layer 43, and the polyester resin coating layer 45 provided thereon. It has a multilayer structure. In the example of FIG. 9, an outer surface resin protective layer 46 is provided on the outer surface side (left side in the figure) when used as a container through the inorganic surface treatment layer 43, and the outer surface resin protective layer 46 is formed of the polyester resin. Even if it is the same polyester resin as the coating layer 45, it may consist of a different polyester resin, and may consist of a different resin.

また、樹脂被覆金属材料の他の例を示す図10において、この樹脂被覆金属材料41は、Zr、O、Fを主構成成分とする無機表面処理層43、基体42の容器内面となる側に施された有機表面処理層44、ポリエステル樹脂層45及び外面となる側に施された外面樹脂保護層46を備えている点では、図9のものと同様であるが、基体42が金属材料42aと金属メッキ層42bにより構成されており、更に、ポリエステル樹脂層45がポリエステル樹脂表層45aとポリエステル樹脂下層45bとの積層構造となっている。基体42の大部分を占める金属材料42aに被覆される金属メッキ層42bは、金属材料42aの耐食性を高める役割を持つものが使用されることは既に述べたとおりである。また、ポリエステル樹脂下層45bとしては金属基体との接着性に優れたものが使用され、一方ポリエステル樹脂表層45aとしては耐内容物性に優れたものが使用されることは既に述べたとおりである。   In FIG. 10 showing another example of the resin-coated metal material, the resin-coated metal material 41 is formed on the inorganic surface treatment layer 43 containing Zr, O, and F as main components, and on the side of the substrate 42 that is the inner surface of the container. Although it is the same as that of FIG. 9 in that it includes an applied organic surface treatment layer 44, a polyester resin layer 45, and an outer surface resin protective layer 46 provided on the outer surface side, the substrate 42 is made of a metal material 42a. Further, the polyester resin layer 45 has a laminated structure of a polyester resin surface layer 45a and a polyester resin lower layer 45b. As described above, the metal plating layer 42b covered with the metal material 42a occupying most of the base 42 has a role of enhancing the corrosion resistance of the metal material 42a. As described above, the polyester resin lower layer 45b is excellent in adhesion to the metal substrate, while the polyester resin surface layer 45a is excellent in content resistance.

また樹脂被覆金属材料の他の例を示す図11において、この樹脂被覆金属材料41は、Zr、O、Fを主構成成分とする無機表面処理層43が基体42の上に形成されている点は同じであるが、無機表面処理層43中にSiO粒子47が含有されており、基体42の容器内面となる側に施されたポリエステル樹脂層45及び外面となる側に施された外面樹脂保護層46が形成されている。 In FIG. 11 showing another example of the resin-coated metal material, the resin-coated metal material 41 has an inorganic surface treatment layer 43 mainly composed of Zr, O, and F formed on the base 42. Are the same, but the inorganic surface treatment layer 43 contains SiO 2 particles 47, and the polyester resin layer 45 applied to the container inner surface side of the substrate 42 and the outer surface resin applied to the outer surface side. A protective layer 46 is formed.

(有機樹脂被覆層)
本発明の樹脂被覆金属材料において、金属材料上に設ける有機樹脂としては、特に限定はなく、各種熱可塑性樹脂や熱硬化性乃至熱可塑性樹脂を挙げることができる。
有機樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリルエステル共重合体、アイオノンマー等のオレフィン系樹脂フィルム、またはポリブチレンテレフタレート等のポリエステルフィルム、もしくはナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン11、ナイロン12等のポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム等の熱可塑性樹脂フィルムの未延伸または二軸延伸したものであってもよい。積層の際に接着剤を用いる場合は、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、酸変性オレフィン樹脂系接着剤、コポリアミド系接着剤、コポリエステル系接着剤(厚さ:0.1〜5.0μm)等が好ましく用いられる。さらに熱硬化性塗料を、厚み0.05〜2μmの範囲で表面処理金属板側、あるいはフィルム側に塗布し、これを接着剤としてもよい。
(Organic resin coating layer)
In the resin-coated metal material of the present invention, the organic resin provided on the metal material is not particularly limited, and examples thereof include various thermoplastic resins and thermosetting or thermoplastic resins.
As the organic resin, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylic ester copolymer, olefin resin film such as ionomer, or polyester film such as polybutylene terephthalate, or A non-stretched or biaxially stretched thermoplastic resin film such as a nylon film such as nylon 6, nylon 6, 6, nylon 11 or nylon 12, a polyvinyl chloride film or a polyvinylidene chloride film may be used. When an adhesive is used in the lamination, a urethane adhesive, an epoxy adhesive, an acid-modified olefin resin adhesive, a copolyamide adhesive, a copolyester adhesive (thickness: 0.1 to 5. 0 μm) is preferably used. Further, a thermosetting paint may be applied to the surface-treated metal plate side or the film side in a thickness range of 0.05 to 2 μm, and this may be used as an adhesive.

さらに有機樹脂としては、フェノールエポキシ、アミノ−エポキシ等の変性エポキシ塗料、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体けん化物、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エポキシ変性−、エポキシアミノ変性−、エポキシフェノール変性−ビニル塗料または変性ビニル塗料、アクリル塗料、スチレン−ブタジェン系共重合体等の合成ゴム系塗料等の熱可塑性または熱硬化性塗料の単独または2種以上の組合わせであってもよい。
これらの中でも、容器用素材としてポリエステル樹脂が最も好適に用いられる。ポリエステル樹脂としては、エチレングリコールやブチレングリコールを主体とするアルコール成分と、芳香族二塩基酸、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の酸成分とから誘導される熱可塑性ポリエステルが挙げられる。
ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレートそのものも勿論使用可能であるが、フィルムの到達し得る最高結晶化度を下げることが耐衝撃性や加工性の点で望ましく、この目的のためにポリエステル中にエチレンテレフタレート以外の共重合エステル単位を導入するのがよい。エチレンテレフタレート単位或いはブチレンテレフタレート単位を主体とし、他のエステル単位の少量を含む融点が210乃至252℃の共重合ポリエステルを用いることが特に好ましい。尚、ホモポリエチレンテレフタレートの融点は一般に255〜265℃である。
Further, as organic resins, modified epoxy paints such as phenol epoxy and amino-epoxy, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, saponified vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer , Epoxy-modified-, epoxy-amino-modified, epoxy-phenol-modified-vinyl paint or modified vinyl paint, acrylic paint, thermoplastic or thermosetting paint, such as synthetic rubber paint such as styrene-butadiene copolymer, alone or 2 It may be a combination of more than one species.
Among these, a polyester resin is most preferably used as a container material. Examples of the polyester resin include thermoplastic polyesters derived from an alcohol component mainly composed of ethylene glycol or butylene glycol and an acid component such as an aromatic dibasic acid such as terephthalic acid, isophthalic acid, or naphthalenedicarboxylic acid.
Of course, polyethylene terephthalate itself can be used as the polyester, but lowering the maximum crystallinity that the film can reach is desirable in terms of impact resistance and processability. It is preferable to introduce a copolymer ester unit of It is particularly preferable to use a copolyester having a melting point of 210 to 252 ° C. mainly composed of ethylene terephthalate units or butylene terephthalate units and containing a small amount of other ester units. The melting point of homopolyethylene terephthalate is generally 255 to 265 ° C.

一般に共重合ポリエステル中の二塩基酸成分の70モル%以上、特に75モル%以上がテレフタル酸成分から成り、ジオール成分の70モル%以上、特に75モル%以上がエチレングリコールまたはブチレングリコールから成り、二塩基酸成分の1乃至30モル%、特に5乃至25モル%がテレフタル酸以外の二塩基酸成分から成ることが好ましい。
テレフタル酸以外の二塩基酸としては、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸:シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸:コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、ドデカンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸:の1種又は2種以上の組合せが挙げられ、エチレングリコールまたはブチレングリコール以外のジオール成分としては、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,6−ヘキシレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物等の1種又は2種以上が挙げられる。勿論、これらのコモノマーの組合せは、共重合ポリエステルの融点を前記範囲とするのが好ましい。
Generally, 70 mol% or more, particularly 75 mol% or more of the dibasic acid component in the copolyester is composed of a terephthalic acid component, and 70 mol% or more, particularly 75 mol% or more of the diol component is composed of ethylene glycol or butylene glycol, It is preferable that 1 to 30 mol%, particularly 5 to 25 mol% of the dibasic acid component is composed of a dibasic acid component other than terephthalic acid.
Dibasic acids other than terephthalic acid include aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid, phthalic acid and naphthalenedicarboxylic acid: alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid: succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, etc. Or a combination of two or more of the aliphatic dicarboxylic acids: As the diol component other than ethylene glycol or butylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,6-hexylene glycol, cyclohexane dimethanol, bisphenol A 1 type, or 2 or more types, such as an ethylene oxide adduct. Of course, the combination of these comonomers is preferably such that the melting point of the copolyester falls within the above range.

また、このポリエステルは、成形時の溶融流動特性を改善するために、三官能以上の多塩基酸及び多価アルコールから成る群より選択された少なくとも1種の分岐乃至架橋成分を含有することができる。これらの分岐乃至架橋成分は、3.0モル%以下、好適には0.05乃至3.0モル%の範囲にあるのがよい。
三官能以上の多塩基酸及び多価アルコールとしては、トリメリット酸、ピロメリット酸、ヘミメリット酸、1,1,2,2−エタンテトラカルボン酸、1,1,2−エタントリカルボン酸、1,3,5−ペンタントリカルボン酸、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸、ビフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸等の多塩基酸や、ペンタエリスリトール、グリセロール、トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、ソルビトール、1,1,4,4−テトラキス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン等の多価アルコールが挙げられる。
Further, the polyester may contain at least one branching or crosslinking component selected from the group consisting of a tribasic or higher polybasic acid and a polyhydric alcohol in order to improve the melt flow characteristics during molding. . These branching or crosslinking components should be in the range of 3.0 mol% or less, preferably 0.05 to 3.0 mol%.
Examples of the trifunctional or higher polybasic acid and polyhydric alcohol include trimellitic acid, pyromellitic acid, hemimellitic acid, 1,1,2,2-ethanetetracarboxylic acid, 1,1,2-ethanetricarboxylic acid, 1 , 3,5-pentanetricarboxylic acid, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic acid, polybasic acids such as biphenyl-3,4,3 ′, 4′-tetracarboxylic acid, pentaerythritol, glycerol, Examples thereof include polyhydric alcohols such as trimethylolpropane, 1,2,6-hexanetriol, sorbitol, 1,1,4,4-tetrakis (hydroxymethyl) cyclohexane.

本発明の樹脂被覆金属材料において、製缶用または製蓋用素材に利用できる特に好適なポリエステル樹脂として、イソフタル酸成分を5乃至25モル%含有するポリエチレンテレフタレート/イソフタレート、シクロヘキサンジメタノール成分を1乃至10モル%含有するポリエチレン/シクロへキシレンジメチレンテレフタレート等が挙げられる。
ホモポリエステル或いは共重合ポリエステルは、フィルム形成範囲の分子量を有するべきであり、溶媒として、フェノール/テトラクロロエタン混合溶媒を用いて測定した固有粘度〔η〕は0.5乃至1.5、特に0.6乃至1.5の範囲にあるのがよい。
In the resin-coated metal material of the present invention, polyethylene terephthalate / isophthalate containing 5 to 25 mol% of isophthalic acid component and 1 cyclohexanedimethanol component are particularly suitable as a polyester resin that can be used for a can-making or lid-making material. Examples thereof include polyethylene / cyclohexylene dimethylene terephthalate containing 10 to 10 mol%.
The homopolyester or copolymerized polyester should have a molecular weight in the film forming range, and the intrinsic viscosity [η] measured using a phenol / tetrachloroethane mixed solvent as the solvent is 0.5 to 1.5, especially 0. It may be in the range of 6 to 1.5.

本発明に用いるポリエステル樹脂層は、上述したポリエステル或いはコポリエステル単独から形成されていても、或いはポリエステル或いはコポリエステルの2種以上のブレンド物、或いはポリエステル或いはコポリエステルと他の熱可塑性樹脂とのブレンド物から形成されていてもよい。ポリエステル或いはコポリエステルの2種以上のブレンド物としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート、ポリエチレン/シクロへキシレンジメチレンテレフタレートの2種以上の組合せなどが挙げられるが、勿論この例に限定されない。   The polyester resin layer used in the present invention may be formed from the above-described polyester or copolyester alone, or a blend of two or more of polyester or copolyester, or a blend of polyester or copolyester and another thermoplastic resin. It may be formed from an object. Examples of blends of two or more of polyester or copolyester include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate / isophthalate, and combinations of two or more of polyethylene / cyclohexylene dimethylene terephthalate. It is not limited to.

ポリエステル中に配合できる他の熱可塑性樹脂としては、エチレン系重合体、熱可塑性エラストマー、ポリアリレート、ポリカーボネート等を挙げることができる。これらの改質樹脂成分の少なくとも1種を更に含有させ、耐高温湿熱性や耐衝撃性を更に向上させることができる。この改質樹脂成分は、一般にポリエステル100重量部当たり50重量部迄の量、特に好適には5乃至35重量部の量で用いるのが望ましい。
エチレン系重合体として、例えば低−、中−或いは高−密度のポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、線状超低密度ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−1共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン−1共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、イオン架橋オレフィン共重合体(アイオノマー)、エチレン−アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。これらの内でも、アイオノマーが好適なものであり、アイオノマーのベースポリマーとしては、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体やエチレン−(メタ)アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体、イオン種としては、Na、K、Zn等のものが使用される。熱可塑性エラストマーとしては、例えばスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、水素化スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、水素化スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体等が使用される。
Examples of other thermoplastic resins that can be blended in the polyester include ethylene polymers, thermoplastic elastomers, polyarylate, and polycarbonate. At least one of these modified resin components can be further contained to further improve high-temperature wet heat resistance and impact resistance. This modified resin component is generally used in an amount of up to 50 parts by weight, particularly preferably 5 to 35 parts by weight, per 100 parts by weight of polyester.
Examples of the ethylene polymer include low-, medium- or high-density polyethylene, linear low density polyethylene, linear ultra-low density polyethylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene-1 copolymer, ethylene- Examples include propylene-butene-1 copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ion-crosslinked olefin copolymer (ionomer), and ethylene-acrylic acid ester copolymer. Among these, ionomers are preferable, and as the base polymer of ionomer, ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, ethylene- (meth) acrylic acid ester- (meth) acrylic acid copolymer, ion As the seed, Na, K, Zn or the like is used. Examples of thermoplastic elastomers include styrene-butadiene-styrene block copolymers, styrene-isoprene-styrene block copolymers, hydrogenated styrene-butadiene-styrene block copolymers, and hydrogenated styrene-isoprene-styrene block copolymers. Etc. are used.

ポリアリレートは、二価フェノールと二塩基酸とから誘導されたポリエステルとして定義され、二価フェノールとしては、ビスフェノール類として、2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン(ビスフェノールB)、1,1’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールF)、4−ヒドロキシフェニルエーテル、p−(4−ヒドロキシ)フェノール等が使用されるが、ビスフェノールA及びビスフェノールBが好適である。二塩基酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、2,2−(4−カルボキシフェニル)プロパン、4, 4’−ジカルボキシジフェニルエーテル、4, 4’−ジカルボキシベンゾフェノン等が使用される。ポリアリレートは、上記単量体成分から誘導されたホモ重合体でもよく、また共重合体でもよい。
また、その本質を損なわない範囲で、脂肪族グリコールと二塩基酸とから誘導されたエステル単位との共重合体であってもよい。これらのポリアリレートは、ユニチカ社のUポリマーのUシリーズ或いはAXシリーズ、UCC社のArdelD−100、Bayer社のAPE、Hoechst社のDurel、DuPont社のArylon、鐘淵化学社のNAP樹脂等として入手できる。
Polyarylate is defined as a polyester derived from a dihydric phenol and a dibasic acid. As the dihydric phenol, 2,2′-bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A), 2 , 2′-bis (4-hydroxyphenyl) butane (bisphenol B), 1,1′-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, bis (4-hydroxyphenyl) methane (bisphenol F), 4-hydroxyphenyl ether, p- (4-hydroxy) phenol or the like is used, but bisphenol A and bisphenol B are preferred. As the dibasic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 2,2- (4-carboxyphenyl) propane, 4,4′-dicarboxydiphenyl ether, 4,4′-dicarboxybenzophenone, or the like is used. The polyarylate may be a homopolymer derived from the monomer component or a copolymer.
Further, it may be a copolymer of ester units derived from an aliphatic glycol and a dibasic acid as long as the essence is not impaired. These polyarylates are available as Unitika U polymer U series or AX series, UCC Ardel D-100, Bayer APE, Hoechst Durel, DuPont Arylon, Kaneka Chemical NAP resin, etc. it can.

ポリカーボネートは、二環二価フェノール類とホスゲンとから誘導される炭酸エステル樹脂であり、高いガラス転移点と耐熱性とを有することが特徴である。ポリカーボネートとしては、ビスフェノール類、例えば、2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン(ビスフェノールB)、1,1’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン(ビスフェノールF)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルメタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、1,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン等から誘導されたポリカーボネートが好適である。   Polycarbonate is a carbonate resin derived from bicyclic dihydric phenols and phosgene, and is characterized by having a high glass transition point and heat resistance. Examples of the polycarbonate include bisphenols such as 2,2′-bis (4-hydroxyphenyl) propane (bisphenol A), 2,2′-bis (4-hydroxyphenyl) butane (bisphenol B), 1,1′- Bis (4-hydroxyphenyl) ethane, bis (4-hydroxyphenyl) methane (bisphenol F), 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclopentane, , 1-bis (4-hydroxyphenyl) -1-phenylmethane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -1-phenylethane, 1,2-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, etc. Polycarbonate is preferred.

本発明に用いるポリエステル樹脂層は、単層の樹脂層であってもよく、また同時押出などによる多層の樹脂層であってもよい。多層のポリエステル樹脂層を用いると、下地層、即ち表面処理金属材料側に接着性に優れた組成のポリエステル樹脂を選択し、表層に耐内容物性、即ち耐抽出性やフレーバー成分の非吸着性に優れた組成のポリエステル樹脂を選択できるので有利である。
多層ポリエステル樹脂層の例を示すと、表層/下層として表示して、ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレンテレフタレート・イソフタレート、ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレン・シクロへキシレンジメチレン・テレフタレート、イソフタレート含有量の少ないポリエチレンテレフタレート・イソフタレート/イソフタレート含有量の多いポリエチレンテレフタレート・イソフタレート、ポリエチレンテレフタレート・イソフタレート/[ポリエチレンテレフタレート・イソフタレートとポリブチレンテレフタレート・アジペートとのブレンド物]等であるが、勿論上記の例に限定されない。表層:下層の厚み比は、5:95乃至95:5の範囲にあるのが望ましい。
The polyester resin layer used in the present invention may be a single resin layer or a multilayer resin layer formed by coextrusion or the like. When a multilayer polyester resin layer is used, a polyester resin having an excellent adhesive property is selected for the base layer, that is, the surface-treated metal material side, and the surface layer is made resistant to contents, that is, extraction resistance and non-adsorption of flavor components. This is advantageous because a polyester resin having an excellent composition can be selected.
Examples of multilayer polyester resin layers are shown as surface layer / lower layer, polyethylene terephthalate / polyethylene terephthalate / isophthalate, polyethylene terephthalate / polyethylene / cyclohexylene dimethylene / terephthalate, polyethylene terephthalate / isolated with low isophthalate content. Polyethylene terephthalate / isophthalate having a high phthalate / isophthalate content, polyethylene terephthalate / isophthalate / [blend of polyethylene terephthalate / isophthalate and polybutylene terephthalate / adipate] and the like are of course not limited thereto. The thickness ratio of the surface layer to the lower layer is preferably in the range of 5:95 to 95: 5.

上記ポリエステル樹脂層には、それ自体公知の樹脂用配合剤、例えば非晶質シリカ等のアンチブロッキング剤、無機フィラー、各種帯電防止剤、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を公知の処方に従って配合することができる。
中でも、トコフェロール(ビタミンE)或いはポリフェノールを用いることが好ましい。トコフェロール或いはポリフェノールは、従来より、酸化防止剤としてポリエステル樹脂の熱処理時における減成による分子量低下を防止して耐デント性を向上させるものであることが知られているが、特にポリエステル樹脂に前述したエチレン系重合体を改質樹脂成分として配合したポリエステル組成物に、このトコフェロール或いはポリフェノールを配合すると、耐デント性のみならず、レトルト殺菌やホットベンダー等の過酷な条件に付され被膜にクラックが生じたような場合でも、クラックから腐食が進むことが防止され、耐食性が著しく向上するという効果を得ることができる。
トコフェロール或いはポリフェノールは、0.05乃至3重量%、特に0.1乃至2重量%の量で配合することが好ましい。
In the polyester resin layer, known compounding agents for resins, for example, antiblocking agents such as amorphous silica, inorganic fillers, various antistatic agents, lubricants, antioxidants, ultraviolet absorbers, etc., according to known formulations Can be blended.
Of these, tocopherol (vitamin E) or polyphenol is preferably used. Tocopherols or polyphenols are conventionally known as anti-oxidants that prevent the decrease in molecular weight due to degradation during heat treatment of polyester resins and improve dent resistance. When this tocopherol or polyphenol is blended with a polyester composition blended with an ethylene-based polymer as a modified resin component, it is subjected not only to dent resistance but also to severe conditions such as retort sterilization and hot bender, resulting in cracks in the coating. Even in such a case, the corrosion can be prevented from proceeding from the cracks, and the effect that the corrosion resistance can be remarkably improved can be obtained.
Tocopherol or polyphenol is preferably blended in an amount of 0.05 to 3% by weight, particularly 0.1 to 2% by weight.

本発明において、有機樹脂層の厚みは、一般に3乃至50μm、特に5乃至40μmの範囲にあることが望ましい。即ち、厚みが上記範囲を下回ると、耐腐食性が不十分となり、厚みが上記範囲を上回ると加工性の点で問題を生じやすい。   In the present invention, the thickness of the organic resin layer is generally in the range of 3 to 50 μm, particularly 5 to 40 μm. That is, when the thickness is less than the above range, the corrosion resistance becomes insufficient, and when the thickness exceeds the above range, a problem is likely to occur in terms of workability.

(樹脂被覆金属材料の製造)
本発明において、表面処理金属材料へのポリエステル被覆層の形成は任意の手段で行なうことができ、例えば、押出コート法、キャストフィルム熱接着法、二軸延伸フィルム熱接着法等により行なうことができる。押出コート法の場合、表面処理金属材料の上にポリエステル樹脂を溶融状態で押出コートして、熱接着させることにより製造することができる。即ち、ポリエステル樹脂を押出機で溶融混練した後、T−ダイから薄膜状に押し出し、押し出された溶融樹脂膜を表面処理金属材料と共に一対のラミネートロール間に通して冷却下に押圧一体化させ、次いで急冷する。多層のポリエステル樹脂層を押出コートする場合には、表層樹脂用の押出機及び下層樹脂用の押出機を使用し、各押出機からの樹脂流を多重多層ダイ内で合流させ、以後は単層樹脂の場合と同様に押出コートを行えばよい。また、一対のラミネートロール間に垂直に表面処理金属材料を通し、その両側に溶融樹脂ウエッブを供給することにより、前記基体両面にポリエステル樹脂の被覆層を形成させることができる。
(Manufacture of resin-coated metal materials)
In the present invention, the polyester coating layer can be formed on the surface-treated metal material by any means, for example, extrusion coating, cast film thermal bonding, biaxially stretched film thermal bonding, or the like. . In the case of the extrusion coating method, a polyester resin can be extrusion coated on a surface-treated metal material in a molten state and thermally bonded. That is, after melt-kneading the polyester resin with an extruder, it is extruded from a T-die into a thin film, and the extruded molten resin film is passed through a pair of laminating rolls together with a surface-treated metal material and is pressed and integrated under cooling. Then quench rapidly. When extrusion coating a multilayer polyester resin layer, an extruder for surface layer resin and an extruder for lower layer resin are used, and the resin flow from each extruder is merged in a multiple multilayer die, and thereafter a single layer Extrusion coating may be performed as in the case of resin. Further, by passing a surface-treated metal material vertically between a pair of laminate rolls and supplying a molten resin web on both sides thereof, a polyester resin coating layer can be formed on both sides of the substrate.

樹脂被覆金属材料の押出コート法による製造は具体的には次のように行なわれる。表面処理金属材料(以下単に金属材料とも呼ぶことがある)を必要により加熱装置により予備加熱し、一対のラミネートロール間のニップ位置に供給する。一方、ポリエステル樹脂は、押出機のダイヘッドを通して薄膜の形に押し出し、ラミネートロールと金属材料との間に供給され、ラミネートロールにより金属材料に圧着される。ラミネートロールは、一定の温度に保持されており、金属材料にポリエステル等の熱可塑性樹脂から成る薄膜を圧着して両者を熱接着させると共に両側から冷却して樹脂被覆金属材料を得る。一般に、形成される樹脂被覆金属材料を更に冷却用水槽等に導いて、熱結晶化を防止するため、急冷を行なう。   Specifically, the resin-coated metal material is manufactured by the extrusion coating method as follows. A surface-treated metal material (hereinafter sometimes simply referred to as a metal material) is preheated by a heating device as necessary, and supplied to a nip position between a pair of laminate rolls. On the other hand, the polyester resin is extruded in the form of a thin film through a die head of an extruder, supplied between the laminate roll and the metal material, and pressed onto the metal material by the laminate roll. The laminating roll is maintained at a constant temperature, and a thin film made of a thermoplastic resin such as polyester is pressure-bonded to the metal material to thermally bond both of them and cooled from both sides to obtain a resin-coated metal material. In general, the formed resin-coated metal material is further cooled in order to guide it to a cooling water tank or the like to prevent thermal crystallization.

この押出コート法では、樹脂組成の選択とロールや冷却槽による急冷とにより、ポリエステル樹脂層は、結晶化度が低いレベル、非晶密度との差が0.05g/cm以下に抑制されているため、ついで行なう製缶加工や蓋加工等に対する十分な加工性が保証される。勿論、急冷操作は上記例に限定されるものではなく、形成される樹脂被覆金属材料に冷却水を噴霧して、ラミネート板を急冷することもできる。 In this extrusion coating method, the polyester resin layer has a low crystallinity level and the difference from the amorphous density is suppressed to 0.05 g / cm 3 or less due to selection of the resin composition and rapid cooling with a roll or cooling bath. Therefore, sufficient workability is ensured for canning, lid processing, and the like. Of course, the rapid cooling operation is not limited to the above example, and the laminate plate can be rapidly cooled by spraying cooling water onto the resin-coated metal material to be formed.

金属材料に対するポリエステル樹脂の熱接着は、溶融樹脂層が有する熱量と、金属材料が有する熱量とにより行なわれる。金属材料の加熱温度(T1)は、一般に90℃乃至290℃、特に100℃乃至280℃の温度が適当であり、一方ラミネートロールの温度は10℃乃至150℃の範囲が適当である。
また、本発明の樹脂被覆金属材料は、T−ダイ法やインフレーション製膜法で予め製膜されたポリエステル樹脂フィルムを金属材料に熱接着させることによっても製造することができる。フィルムとしては、押し出したフィルムを急冷した、キャスト成形法による未延伸フィルムを用いることもでき、また、このフィルムを延伸温度で、逐次或いは同時二軸延伸し、延伸後のフィルムを熱固定することにより製造された二軸延伸フィルムを用いることもできる。
The thermal adhesion of the polyester resin to the metal material is performed by the amount of heat that the molten resin layer has and the amount of heat that the metal material has. The heating temperature (T1) of the metal material is generally 90 ° C. to 290 ° C., particularly 100 ° C. to 280 ° C., while the temperature of the laminate roll is suitably 10 ° C. to 150 ° C.
The resin-coated metal material of the present invention can also be produced by thermally bonding a polyester resin film previously formed by a T-die method or an inflation film forming method to the metal material. As the film, an unstretched film formed by a cast molding method in which the extruded film is rapidly cooled can be used, and this film is biaxially stretched sequentially or simultaneously at the stretching temperature, and the stretched film is heat-set. It is also possible to use a biaxially stretched film produced by the above method.

本発明においては、上記層構成以外にも種々の構成を採用することができ、有機表面処理層を形成する場合は特に必要ないが、表面処理金属材料とポリエステル層の間に、従来公知の接着用プライマーを設けることも勿論可能である。この接着プライマーは、金属素材とフィルムとの両方に優れた接着性を示すものである。密着性と耐腐食性とに優れたプライマー塗料としては、種々のフェノールとホルムアルデヒドから誘導されるレゾール型フェノールアルデヒド樹脂と、ビスフェノール型エポキシ樹脂とから成るフェノールエポキシ系塗料であり、特にフェノール樹脂とエポキシ樹脂を50:50乃至1:99の重量比、特に40:60乃至5:95の重量比で含有する塗料である。接着プライマー層は一般に0.01乃至10μmの厚みに設けるのがよい。接着プライマー層は予め金属素材上に設けてもよく、或いはポリエステルフィルムに設けてもよい。   In the present invention, various configurations other than the above-described layer configurations can be adopted, and in the case of forming an organic surface treatment layer, it is not particularly necessary. However, a conventionally known adhesion between the surface treatment metal material and the polyester layer is not necessary. It is of course possible to provide a primer. This adhesion primer exhibits excellent adhesion to both the metal material and the film. Primer paints with excellent adhesion and corrosion resistance are phenol epoxy paints composed of resol type phenol aldehyde resins derived from various phenols and formaldehyde and bisphenol type epoxy resins, especially phenol resins and epoxy. It is a paint containing a resin in a weight ratio of 50:50 to 1:99, in particular 40:60 to 5:95. The adhesive primer layer is generally preferably provided with a thickness of 0.01 to 10 μm. The adhesion primer layer may be provided in advance on a metal material, or may be provided on a polyester film.

(用途)
本発明の表面処理金属材料及び樹脂複金属材料は、これに限定されるものではないが、金属缶及び缶蓋に有効に利用できる。
金属缶は、樹脂被覆金属材料から形成されている限り、従来公知の任意の製缶法により成形することができ、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、表面処理金属材料のポリエステル樹脂の被覆面が缶内面側となるように、絞り・再しぼり加工、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・しごき加工或いは絞り・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。
また缶蓋としては、上述した樹脂被覆金属材料から形成されている限り、従来公知の任意の製蓋法によるものでよい。一般には、ステイ・オン・タブタイプのイージーオープン缶蓋やフルオープンタイプのイージーオープン缶蓋に適用することができる。
(Use)
The surface-treated metal material and resin double metal material of the present invention are not limited to this, but can be effectively used for metal cans and can lids.
As long as the metal can is formed from a resin-coated metal material, it can be formed by any conventionally known can-making method, and can be a three-piece can having a side seam, but generally a seamless can (two-piece can) It is preferable that This seamless can is drawn and re-squeezed, bent and stretched by drawing and re-drawing (stretching), and bent and drawn by drawing and re-drawing so that the coated surface of the surface-treated metal material polyester resin faces the inner surface of the can. -It is manufactured by attaching to a conventionally known means such as ironing or drawing / ironing.
Moreover, as long as it is formed from the resin-coated metal material, the can lid may be formed by any conventionally known lid-making method. In general, the present invention can be applied to a stay-on-tab type easy open can lid and a full open type easy open can lid.

次に実施例と比較例とを示して本発明を具体的に説明し、効果を明らかにする。
金属容器は、表面処理金属材料又は樹脂被覆金属材料の加工性、耐食性の点で最も厳しい環境下におかれているので、実施例は金属缶および缶蓋で示すが、もちろん、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
Next, an Example and a comparative example are shown, this invention is demonstrated concretely, and an effect is clarified.
Since the metal container is placed in the most severe environment in terms of workability and corrosion resistance of the surface-treated metal material or resin-coated metal material, the examples are shown as metal cans and can lids. However, the present invention is not limited to the examples.

ジルコニウムイオンおよびフッ素イオンの濃度がそれぞれ、ZrおよびFとして表1に示すモル濃度の水溶液となるよう調整し、処理浴とした。但し、ジルコニウム薬剤として、処理浴A,Bにフッ化ジルコニウムカリウム、処理浴C,Dにオキシ硝酸ジルコニウム、処理浴Eにフッ化ジルコニウムアンモニウムを用いた。また、フッ素薬剤として、処理浴Bの一部と処理浴C,Dの全部にフッ化ナトリウムを用いた。   The concentration of zirconium ions and fluorine ions was adjusted to be aqueous solutions having molar concentrations shown in Table 1 as Zr and F, respectively, to obtain a treatment bath. However, zirconium zirconium fluoride was used for treatment baths A and B, zirconium oxynitrate was used for treatment baths C and D, and zirconium ammonium fluoride was used for treatment bath E as zirconium chemicals. Moreover, sodium fluoride was used for a part of the processing bath B and all of the processing baths C and D as a fluorine chemical.

[フェノール系水溶性有機化合物]
フェノール系水溶性有機化合物としては、下記式(I)の水溶性重合体を用いた。

Figure 0004492224
式中、Xは、水素原子または下記式(II)に示すZ基であり、Z基がベンゼン環1個あたり0.3の割合で導入された反復単位からなる水性フェノール樹脂
Figure 0004492224
で表される反復単位から成る水溶性重合体。 [Phenolic water-soluble organic compounds]
As the phenol water-soluble organic compound, a water-soluble polymer represented by the following formula (I) was used.
Figure 0004492224
In the formula, X is a hydrogen atom or a Z group represented by the following formula (II), and the aqueous phenol resin comprising a repeating unit in which the Z group is introduced at a ratio of 0.3 per benzene ring
Figure 0004492224
A water-soluble polymer comprising repeating units represented by

[ポリエステルフィルムの作製]
2台の押出機から2層Tダイを介して表2に示す組成のポリエステル樹脂を溶融押出し後、冷却ロールにて冷却して得られたフィルムを巻き取り、表3に示す構成のキャストフィルム(イ),(ロ),(ハ),(ニ),(ホ)を得た。
[Production of polyester film]
A polyester resin having the composition shown in Table 2 is melt-extruded from two extruders via a two-layer T-die, and then a film obtained by cooling with a cooling roll is wound up. I obtained (b), (b), (c), (d), and (e).

[表面原子比の測定]
表面原子比の測定に当たり、シランカップリング剤処理やフェノール系有機化合物処理などの有機処理を無機表面処理後に行なった場合、有機処理を行なう前の、無機表面処理金属板を測定に用いた。無機表面処理後の金属材料をX線光電子分光装置(XPS)により下記条件で、P2p,O1s,F1s,Zr3dのピークをそれぞれ測定し、解析ソフトにより求めた原子濃度からP/Zr,O/Zr,F/Zrの原子比を求めた。但し、シリカ分散試料では、最表面に緻密なシリカ膜が形成されるため、O/Zrを求めるに当たっては、Si2pのピークも同時に測定しておき、Siの原子濃度からSiOに相当するOの濃度を求め、全体からSiO分を除外した各元素の原子濃度を再計算し、O/Zrの原子比を求めた。また、基材表面に含まれる主要元素、例えばアルミ合金基材の場合、Al2pもP2p,O1s,F1s,Zr3d,Si2pと同時に測定しておき、C1sが原子濃度で10%以下となるまでArスパッタリングにより汚染層を軽く除去した時点でのSi2pの原子濃度を表面被覆率とした。
装 置 PHI社製 QuantuZr 2000
励起X線源 Alモノクロメーター75W−17kV
測定径 φ100μm
光電子取り出し角 90°(試料の法線に対し0°)
解析ソフト;MultiPak
[Measurement of surface atomic ratio]
In measuring the surface atomic ratio, when an organic treatment such as a silane coupling agent treatment or a phenolic organic compound treatment was performed after the inorganic surface treatment, an inorganic surface-treated metal plate before the organic treatment was used for the measurement. The P2p, O1s, F1s, and Zr3d peaks were measured on the metal material after the inorganic surface treatment with an X-ray photoelectron spectrometer (XPS) under the following conditions. , F / Zr atomic ratio was determined. However, the silica-dispersed samples, since a dense silica film is formed on the outermost surface, when the seek O / Zr, peaks of Si2p be measured beforehand at the same time, from the atomic concentration of Si of O corresponding to SiO 2 The concentration was determined, the atomic concentration of each element excluding the SiO 2 component from the whole was recalculated, and the atomic ratio of O / Zr was determined. In the case of a main element contained on the substrate surface, for example, an aluminum alloy substrate, Al2p is also measured simultaneously with P2p, O1s, F1s, Zr3d, and Si2p, and Ar sputtering is performed until C1s becomes 10% or less in atomic concentration. The surface concentration was defined as the atomic concentration of Si2p at the time when the contaminated layer was lightly removed.
Equipment QuantuZr 2000 manufactured by PHI
Excitation X-ray source Al monochromator 75W-17kV
Measurement diameter φ100μm
Photoelectron extraction angle 90 ° (0 ° with respect to sample normal)
Analysis software; MultiPak

[接着性評価]
表面処理金属材料を5mm幅で80mm長さに短冊状に切断し、表3の(ロ)に示すキャストフィルムを5mm幅で80mm長さに短冊状に切段した。得られた2枚の表面処理短冊切片間に上記ポリエステルフィルム切片を挟み、2.0kg/cmの圧力下で250℃3秒間加熱してTピール試験片とした。その後、110℃60分間のレトルト処理を行ない、終了後すぐに水中に浸漬し、引張試験機による測定直前に水中から引き上げて、引張速度10mm/分で接着強度を測定した。
[Adhesion evaluation]
The surface-treated metal material was cut into strips having a width of 5 mm and a length of 80 mm, and the cast films shown in Table 3 (b) were cut into strips having a width of 5 mm and a length of 80 mm. The polyester film section was sandwiched between the obtained two surface-treated strip sections and heated at 250 ° C. for 3 seconds under a pressure of 2.0 kg / cm 2 to obtain a T peel test piece. Thereafter, a retort treatment was performed at 110 ° C. for 60 minutes, and the film was immersed in water immediately after the completion, pulled up from the water just before measurement by a tensile tester, and measured for adhesive strength at a tensile speed of 10 mm / min.

(実施例1)
1.表面処理金属板の作成
金属板として厚み0.25mmのJIS5021H18アルミ合金板を用い、脱脂剤322N8(日本ペイント社製)を用いて、定法により、70℃の浴中で10秒間処理し、水洗後、40℃の1%硫酸中に5秒間浸漬し、水洗、純水洗し、前処理を行なった。ついで、浴温45℃の表1のAに示す処理浴中で、攪拌を行ないながら、極間距離17mmの位置に配置した酸化イリジウム被覆チタン板を陽極として、電流密度5A/dmで、0.6秒通電−0.4秒停止を3回繰り返して断続的に陰極電解を行ない、その後すぐに、流水による水洗、純水洗、乾燥の後処理を行なった。引き続いて、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン(製品名KBM903、信越化学工業社製)の3%水溶液にディップしロール絞り後120℃で1分間乾燥して、無機処理層の上にシランカップリング剤層を有する表面処理金属板を得た。
2.樹脂被覆金属板の作成
得られた表面処理金属板を用いて、以下の方法で製蓋用の樹脂被覆金属板を作成した。まず、予め板温度250℃に加熱しておいた表面処理金属板の片面上に、表3の(イ)のキャストフィルムの下層側が接するようにラミネートロールを介して熱圧着後、直ちに水冷することにより、片面にフィルムをコーティングした。次に、蓋外面側となる、金属板のもう一方の片面にエポキシアクリル系塗料をロールコートにより塗装し、185℃10分間加熱の焼付け処理を行なった。
3.表面処理金属板の評価
得られた表面処理金属板の一部は、Zrなどの重量膜厚測定、表面原子比測定、接着性評価に供した。
結果を表4に示した。 表中、接着性の評価は、引張試験機により試験片を10mm以上剥離した後の最大引張強度が、1.0kg/5mm以上のものを◎、0.4kg/5mm以上1.0kg/5mm未満のものを○、0.4kg/5mm未満のものを×とした。
4.缶蓋の開口性評価
得られた樹脂被覆金属板を用いて、定法により301径のフルオープン缶蓋を作製後、缶胴に水を充填した缶胴に巻締めた後、110℃60分のレトルト殺菌処理を行ない、冷却後直ちに開口してスコア部周辺開口部の樹脂剥離状態を観察し、缶蓋の開口性評価を行なった。結果を表4に示した。表中、缶蓋の開口性評価は、開口部周辺のフェザリングを観察し、フェザリングが全く認められないものを◎、0.5mm未満で樹脂の剥離がないものを○、フェザリングが0.5mm以上のものを×とした。
Example 1
1. Preparation of surface-treated metal plate JIS 5021H18 aluminum alloy plate with a thickness of 0.25 mm was used as the metal plate, and degreasing agent 322N8 (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) was used and treated in a 70 ° C. bath for 10 seconds, followed by water washing. The sample was immersed in 1% sulfuric acid at 40 ° C. for 5 seconds, washed with water and washed with pure water, and pretreated. Then, in the treatment bath shown in A of Table 1 at a bath temperature of 45 ° C., with stirring, the iridium oxide-coated titanium plate placed at a position of the distance between the electrodes of 17 mm was used as the anode at a current density of 5 A / dm 2 and 0. Cathodic electrolysis was performed intermittently by repeating energization for 6 seconds and stopping for 0.4 seconds three times, and immediately thereafter, washing with running water, washing with pure water, and drying were performed. Subsequently, dip in a 3% aqueous solution of γ-aminopropyltrimethoxysilane (product name KBM903, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), roll squeeze and dry at 120 ° C. for 1 minute, and a silane coupling agent on the inorganic treatment layer. A surface-treated metal plate having a layer was obtained.
2. Production of Resin-Coated Metal Plate Using the obtained surface-treated metal plate, a resin-coated metal plate for lid making was produced by the following method. First, water-cooling immediately after thermocompression bonding through a laminating roll so that the lower layer side of the cast film of (a) in Table 3 is in contact with one surface of a surface-treated metal plate heated to a plate temperature of 250 ° C. in advance. Thus, a film was coated on one side. Next, an epoxy acrylic coating was applied by roll coating on the other side of the metal plate, which was the outer surface of the lid, and baked at 185 ° C. for 10 minutes.
3. Evaluation of surface-treated metal plate Part of the obtained surface-treated metal plate was subjected to weight film thickness measurement such as Zr, surface atomic ratio measurement, and adhesion evaluation.
The results are shown in Table 4. In the table, the evaluation of adhesiveness is that the maximum tensile strength after peeling a test piece by 10 mm or more with a tensile tester is 1.0 kg / 5 mm or more, ◎, 0.4 kg / 5 mm or more and less than 1.0 kg / 5 mm The sample was marked with ◯, and the sample with less than 0.4 kg / 5 mm was marked with ×.
4). Evaluation of opening of can lid Using the obtained resin-coated metal plate, after preparing a 301-diameter full-open can lid by a conventional method, after winding the can body with water filled in the can body, 110 ° C. for 60 minutes A retort sterilization treatment was performed, and immediately after cooling, the resin was peeled off at the periphery of the score portion and the opening of the can lid was evaluated. The results are shown in Table 4. In the table, the evaluation of the openability of the can lid is for observing the feathering around the opening, ◎ if no feathering is observed, ○ if there is no resin peeling less than 0.5 mm, and feathering is 0 . × 5 mm or more.

(実施例2)
処理浴として表1のBに示す浴を用いて電流密度を7A/dmとし、0.6秒通電−0.4秒停止を4回繰り返し、シランカップリング剤処理は行なわなかった以外は、実施例1と同様にして無機被膜を作成した。その後、前述の式(I)に示すフェノール系水溶性重合体固形分の1g/リットル水溶液にディップしロール絞り後120℃で1分間乾燥して、無機処理層の上にフェノール系有機表面処理層を有する表面処理金属板を得た。樹脂被覆、製蓋および評価は、実施例1と同様に行なった。
(Example 2)
The current density was set to 7 A / dm 2 using the bath shown in B of Table 1 as the treatment bath, and 0.6 second energization-0.4 second stop was repeated four times, and the silane coupling agent treatment was not performed. An inorganic coating was prepared in the same manner as in Example 1. Thereafter, it is dipped in a 1 g / liter aqueous solution of the solid content of the phenolic water-soluble polymer represented by the formula (I), squeezed by roll and dried at 120 ° C. for 1 minute, and the phenolic organic surface treatment layer on the inorganic treatment layer. A surface-treated metal plate having the following was obtained. Resin coating, lid making and evaluation were carried out in the same manner as in Example 1.

(実施例3)
前述の式(I)に示すフェノール系水溶性重合体固形分0.4g/リットル、
フッ化水素酸(HF)0.01g/リットル、
75%リン酸(HPO)0.20g/リットル、
20%ジルコニウムフッ化水素酸(HZrF)1.3g/リットル
を含む水溶液を作成して表面処理剤とした。
実施例1と同様にして金属板の前処理を行なった後、上記表面処理剤を40℃で20秒間スプレーした後水洗、純水洗した。引き続いて、前処理およびシランカップリング剤処理を行なわなかった以外は、実施例1と同様にして無機表面処理し、樹脂被覆、製蓋および評価を行なった。
(Example 3)
0.4 g / liter of a solid content of phenol-based water-soluble polymer represented by the aforementioned formula (I),
Hydrofluoric acid (HF) 0.01 g / liter,
75% phosphoric acid (H 3 PO 4 ) 0.20 g / liter,
An aqueous solution containing 20% zirconium hydrofluoric acid (H 2 ZrF 6 ) 1.3 g / liter was prepared and used as a surface treating agent.
After pre-treating the metal plate in the same manner as in Example 1, the surface treatment agent was sprayed at 40 ° C. for 20 seconds, followed by washing with water and pure water. Subsequently, an inorganic surface treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the pretreatment and the silane coupling agent treatment were not performed, and the resin coating, the lid making, and the evaluation were performed.

(実施例4)
表1のAに示す浴にリン酸二水素カリウムを0.001モル/リットル添加し、電流密度10A/dmで0.6秒通電−0.4秒停止を4回繰り返して無機表面処理した以外は実施例1と同様に、シランカップリング剤処理、樹脂被覆、製蓋および評価を行なった。
Example 4
0.001 mol / liter of potassium dihydrogen phosphate was added to the bath shown in A of Table 1, and an inorganic surface treatment was performed by repeating the energization for 0.6 seconds and the stop for 0.4 seconds at a current density of 10 A / dm 2 four times. Except for the above, in the same manner as in Example 1, treatment with a silane coupling agent, resin coating, lid formation, and evaluation were performed.

(実施例5)
処理浴として表1のDに示す浴を用いて電流密度10A/dmで0.6秒通電−0.4秒停止を4回繰り返して無機表面処理した以外は実施例1と同様に、シランカップリング剤処理、樹脂被覆、製蓋および評価を行なった。
(Example 5)
The silane was treated in the same manner as in Example 1 except that the bath shown in D of Table 1 was used as the treatment bath and the inorganic surface treatment was repeated 4 times with a current density of 10 A / dm 2 and a 0.6 second energization-0.4 second stop. Coupling agent treatment, resin coating, lid making and evaluation were performed.

(実施例6)
表1のAに示す浴にスノーテックスC(日産化学工業社製)を60g/リットル添加した浴を用いた以外は実施例1と同様に、無機表面処理、シランカップリング剤処理、樹脂被覆、製蓋および評価を行なった。
(Example 6)
In the same manner as in Example 1 except that a bath obtained by adding 60 g / liter of Snowtex C (Nissan Chemical Industry Co., Ltd.) to the bath shown in A of Table 1 was used, inorganic surface treatment, silane coupling agent treatment, resin coating, Lid making and evaluation were performed.

(比較例1)
電流密度2.5A/dmで0.6秒通電−0.4秒停止を5回繰り返して無機表面処理し、シランカップリング剤処理を行なわなかった以外は、実施例1と同様に、無機表面処理、樹脂被覆、製蓋および評価を行なった。
(Comparative Example 1)
An inorganic surface treatment was conducted in the same manner as in Example 1 except that 0.6 sec energization and 0.4 sec stop at a current density of 2.5 A / dm 2 were repeated 5 times to perform inorganic surface treatment and no silane coupling agent treatment was performed. Surface treatment, resin coating, lid making and evaluation were performed.

(比較例2)
実施例1と同様にして金属板の前処理を行なった後、無機表面処理を行なわなかった以外は、実施例1と同様に、シランカップリング剤処理、樹脂被覆、製蓋および評価を行なった。
(Comparative Example 2)
After the pretreatment of the metal plate in the same manner as in Example 1, the silane coupling agent treatment, the resin coating, the lid making, and the evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the inorganic surface treatment was not performed. .

(比較例3)
実施例1と同様にして金属板の前処理を行なった後、フェノール系有機表面処理を行ない、その後の無機表面処理を行なわなかった以外は、実施例3と同様に、樹脂被覆、製蓋および評価を行なった。
(Comparative Example 3)
After performing the pretreatment of the metal plate in the same manner as in Example 1, the phenolic organic surface treatment was performed, and the subsequent inorganic surface treatment was not performed. Evaluation was performed.

(比較例4)
実施例1と同様にして金属板の前処理を行なった後、市販のジルコニウム系化成処理液(アロジン404、日本パーカライジング社製)を用いて定法により浴を作製し、液温40℃で15秒間スプレー処理し、その後すぐに、水洗、純水洗、乾燥の後処理を行なった。引き続いて、実施例1と同様にシランカップリング剤処理、樹脂被覆、製蓋および評価を行なった。
(Comparative Example 4)
After pre-treating the metal plate in the same manner as in Example 1, a bath was prepared by a conventional method using a commercially available zirconium-based chemical conversion treatment liquid (Allodin 404, manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.), and the liquid temperature was 40 ° C. for 15 seconds. After spraying, immediately after that, washing with water, washing with pure water and drying were performed. Subsequently, in the same manner as in Example 1, treatment with a silane coupling agent, resin coating, lid formation, and evaluation were performed.

(比較例5)
市販のジルコニウム系化成処理液(アロジン404、日本パーカライジング社製)を用いて18秒間スプレー処理した以外は、比較例4と同様に前処理および無機表面処理を行なった。引き続いて、実施例2と同様にフェノール系有機表面処理、樹脂被覆、製蓋および評価を行なった。
(Comparative Example 5)
Pretreatment and inorganic surface treatment were performed in the same manner as in Comparative Example 4 except that the spray treatment was performed for 18 seconds using a commercially available zirconium-based chemical conversion treatment liquid (Allodin 404, manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.). Subsequently, in the same manner as in Example 2, phenolic organic surface treatment, resin coating, lid-making, and evaluation were performed.

(比較例6)
処理浴として表1のCに示す浴を用いて、電流密度10A/dmで0.6秒通電−0.4秒停止を4回繰り返して無機表面処理した以外は実施例1と同様に、シランカップリング剤処理、樹脂被覆、製蓋および評価を行なった。但し、無機表面処理により得られた被膜は流水で洗浄すると被膜が脱落するため、電解後は、溜まり水に静かに浸した後、乾燥した。
(Comparative Example 6)
Using the bath shown in Table 1 C as the treatment bath, the same treatment as in Example 1 was conducted except that the inorganic surface treatment was performed by repeating the current flow of 0.6 seconds at the current density of 10 A / dm 2 and the stop of 0.4 seconds four times. Silane coupling agent treatment, resin coating, lid making and evaluation were performed. However, since the film obtained by the inorganic surface treatment was removed by washing with running water, after electrolysis, the film was gently immersed in accumulated water and then dried.

(比較例7)
表1のAに示す浴にリン酸二水素カリウムを0.005モル/リットル添加し、0.6秒通電−0.4秒停止を4回繰り返して陰極電解した以外は実施例1と同様に無機表面処理、シランカップリング剤処理、樹脂被覆、製蓋および評価を行なった。
(Comparative Example 7)
Example 1 except that 0.005 mol / liter of potassium dihydrogen phosphate was added to the bath shown in A of Table 1 and cathodic electrolysis was repeated 4 times of 0.6 second energization-0.4 second stop. Inorganic surface treatment, silane coupling agent treatment, resin coating, lid making and evaluation were performed.

(実施例7)
1.表面処理金属板および樹脂被覆金属板の作成
金属板として厚み0.28mmのJIS3104H19アルミ合金板を用いて、両面に表3の(ヘ)と表3の(ホ)のキャストフィルムの下層側がそれぞれ金属面と接するように被覆し、実施例1と同様にして、前処理、無機表面処理、シランカップリング剤処理、樹脂被覆を行なった。
得られた樹脂被覆金属板の両面に、パラフィンワックスを両面に静電塗油後、直径166mmの円形に打抜き、定法に従い、表3の(ホ)のフィルムが被覆してある面が内面側となるように浅絞りカップを作成した。次いで、この浅絞りカップを、再絞りーしごき加工を行ない、深絞りーしごき加工により缶体を得た。この様にして得られた缶体の諸特性は以下の通りであった。
缶体径 66mm、
缶体高さ 128mm、
元板厚に対する缶壁部の厚み −63%
この缶体を、定法に従い、ドーミング成形後、樹脂フィルムの歪みをとるために220℃で60秒間熱処理を行ない、続いて開口端端部のトリミング加工、曲面印刷、206径へネックイン加工、フランジ加工、リフランジ加工を行なって350gシームレス缶を作成した。
2.金属缶のレトルト密着性評価
リフランジ加工後の缶の開口端より5mm下部に缶内面側および缶外面側の全周に亘って素地に達する傷を入れ、空缶の状態で125℃の熱水蒸気中に30分間保持し、缶内外面側傷周辺部の被覆樹脂の剥離程度を観察し、レトルト密着性を評価した。結果を表4に示した。表中、金属缶のレトルト密着性評価は、20缶中剥離した缶が全くない時を◎、20缶中缶内面側の剥離が無く、缶外面側の剥離が一部でもある缶が2缶以内の時を○、缶内面側に剥離があるか缶外面側の剥離が3缶以上ある場合を×とした。
3.金属缶の耐食性評価
25℃での缶内圧が3.5kg/cmとなるように炭酸水をパックした金属缶を37℃で1週間貯蔵後、缶温を5℃に下げた後、金属缶を正立の状態から、水平方向に対し15°傾斜した厚さ10mmの鋼板上に、50cmの高さから落下させボトムラジアス部を変形させた。その後、ボトムラジアス部を含む缶底部を円周方向に切り出し、0.1%塩化ナトリウム水溶液に50℃で2週間経時後のボトムラジアス変形部周辺の腐食状態を観察し、耐食性を評価した。結果を表4に示した。表中、金属缶の耐食性評価は、ボトムラジアスの変形部周辺を実体顕微鏡観察し、腐食が認められない場合を○、少しでも腐食している場合を×とした。
(Example 7)
1. Preparation of surface-treated metal plate and resin-coated metal plate A JIS3104H19 aluminum alloy plate with a thickness of 0.28 mm was used as the metal plate, and the lower layers of the cast films in Table 3 (f) and Table 3 (e) were respectively metal on both sides. Coating was performed so as to contact the surface, and pretreatment, inorganic surface treatment, silane coupling agent treatment, and resin coating were performed in the same manner as in Example 1.
Both sides of the resulting resin-coated metal plate are electrostatically oiled with paraffin wax on both sides, then punched out into a circle with a diameter of 166 mm, and according to a conventional method, the surface coated with the film (e) in Table 3 is the inner surface side. A shallow squeezed cup was created. Next, this shallow drawn cup was redrawn and ironed, and a can was obtained by deep drawing and ironing. Various characteristics of the can thus obtained were as follows.
Can body diameter 66mm,
Can body height 128mm,
The thickness of the can wall relative to the original plate thickness -63%
This can body was subjected to heat treatment at 220 ° C. for 60 seconds after doming molding in accordance with a conventional method, followed by trimming of the end of the opening, curved surface printing, neck-in to 206 diameter, flange The 350g seamless can was created by processing and re-flange processing.
2. Evaluation of retort adhesion of metal cans 5mm below the open end of the can after the re-flanging process, scratches reaching the substrate over the entire circumference of the inner surface of the can and the outer surface of the can, and in hot steam at 125 ° C in the state of an empty can For 30 minutes, and the degree of peeling of the coating resin around the inner and outer surface side scratches of the can was observed to evaluate the retort adhesion. The results are shown in Table 4. In the table, the evaluation of retort adhesion of metal cans is when there are no peeled cans in 20 cans, and there are 2 cans with no peel on the inner surface side of the 20 cans and part of the peel on the outer surface side of the can. The case where the inside of the can is peeled off, or the case where there is peeling on the inner surface side of the can or there are 3 or more cans on the outer surface side of the can was marked as x.
3. Corrosion resistance evaluation of metal cans After storing a metal can packed with carbonated water so that the internal pressure at 25 ° C is 3.5 kg / cm 2 at 37 ° C for one week, the can temperature is lowered to 5 ° C, then the metal can From an upright state, the bottom radius portion was deformed by dropping from a height of 50 cm onto a steel plate having a thickness of 10 mm inclined 15 ° with respect to the horizontal direction. Thereafter, the bottom of the can including the bottom radius portion was cut in the circumferential direction, and the corrosion state around the bottom radius deformed portion after aging for 2 weeks at 50 ° C. in a 0.1% sodium chloride aqueous solution was observed to evaluate the corrosion resistance. The results are shown in Table 4. In the table, the corrosion resistance of metal cans was evaluated by observing the periphery of the deformed portion of the bottom radius with a stereomicroscope, and ◯ when no corrosion was observed and x when slightly corroded.

(実施例8)
実施例2と同様の表面処理を行なった以外は、実施例7と同様の樹脂被覆金属板の作成、缶のレトルト密着性評価、耐食性評価を行なった。
(Example 8)
Except that the same surface treatment as in Example 2 was performed, the same resin-coated metal sheet as in Example 7 was prepared, the retort adhesion evaluation of the can, and the corrosion resistance evaluation.

(実施例9)
実施例3と同様の表面処理を行なった以外は、実施例7と同様の樹脂被覆金属板の作成、缶のレトルト密着性評価、耐食性評価を行なった。
Example 9
Except that the same surface treatment as in Example 3 was performed, the same resin-coated metal plate as in Example 7 was prepared, the retort adhesion evaluation of the can, and the corrosion resistance evaluation.

(実施例10)
実施例6と同様の表面処理を行なった以外は、実施例7と同様の樹脂被覆金属板の作成、缶のレトルト密着性評価、耐食性評価を行なった。
(Example 10)
Except that the same surface treatment as in Example 6 was performed, the same resin-coated metal sheet as in Example 7 was prepared, the retort adhesion evaluation of the can, and the corrosion resistance evaluation.

(実施例11)
表1のAに示す浴にスノーテックスC(日産化学工業社製)を60g/リットル添加した浴を用いて電流密度1A/dmで0.6秒通電−0.4秒停止を3回繰り返して無機表面処理し、有機処理を行なわなかったった以外は、実施例7と同様の樹脂被覆金属板の作成、缶のレトルト密着性評価、耐食性評価を行なった。
(Example 11)
Using a bath obtained by adding 60 g / liter of Snowtex C (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) to the bath shown in A of Table 1, 0.6 seconds energization-0.4 second stop at a current density of 1 A / dm 2 was repeated three times. Then, except that the inorganic surface treatment was performed and the organic treatment was not performed, the same resin-coated metal plate as that of Example 7 was prepared, the retort adhesion evaluation of the can, and the corrosion resistance evaluation.

(比較例8)
比較例1と同様の表面処理を行なった以外は、実施例7と同様の樹脂被覆金属板の作成、缶のレトルト密着性評価、耐食性評価を行なった。
(Comparative Example 8)
Except that the same surface treatment as in Comparative Example 1 was performed, the same resin-coated metal plate as in Example 7 was prepared, the retort adhesion evaluation of the can, and the corrosion resistance evaluation.

(比較例9)
比較例2と同様の表面処理を行なった以外は、実施例7と同様の樹脂被覆金属板の作成、缶のレトルト密着性評価、耐食性評価を行なった。
(Comparative Example 9)
Except that the same surface treatment as in Comparative Example 2 was performed, the same resin-coated metal plate as in Example 7 was prepared, the retort adhesion evaluation of the can, and the corrosion resistance evaluation.

(比較例10)
比較例3と同様の表面処理を行なった以外は、実施例7と同様の樹脂被覆金属板の作成、缶のレトルト密着性評価、耐食性評価を行なった。
(Comparative Example 10)
Except that the same surface treatment as in Comparative Example 3 was performed, the same resin-coated metal plate as in Example 7 was prepared, the retort adhesion evaluation of the can, and the corrosion resistance evaluation.

(実施例12)
1.表面処理金属板の作成
金属板として厚み0.195mm、調質度T3の冷延鋼板を、電解脱脂、酸洗、水洗、純水洗し、前処理を行ない、片面あたりすずを1.0g/mにめっきした後、ついで、表1のEの処理浴中で電流密度0.6A/dmとし0.6秒通電−0.4秒停止を8回繰り返して陰極電解した以外は、実施例1と同様に無機表面処理、シランカップリング剤処理を行なって、表面処理金属板を得た。
2.樹脂被覆金属板の作成
得られた表面処理金属板を予め板温度250℃に加熱しておき、片面上に表3の(ニ)のキャストフィルムの下層側が接して被覆され、外面側となるもう一方の片面上に表3の(ハ)のキャストフィルムが被覆されるように、ラミネートロールを介して熱圧着後、直ちに水冷することにより、樹脂被覆金属板を得た。
3.缶胴の作成
樹脂被覆金属板の両面にパラフィンワックスを静電塗油後、直径140mmの円形に打抜き、定法に従い浅絞りカップを作成した。ついでこの絞りカップを再絞り・しごき加工を2回繰り返して径が小さくハイトの大きい、深絞りーしごきカップを得た。この様にして得られたカップの諸特性は以下の通りであった。
カップ径 52mm、
カップ高さ 138mm、
元板厚に対する缶壁部の厚み −50%
このカップはドーミング成形後、樹脂フィルムの歪みをとるために220℃で60秒間熱処理を行ない、続いて開口端端部のトリミング加工、曲面印刷、200径へネックイン加工、フランジ加工、リフランジ加工を行なって250gシームレス缶を作成した。
4.表面処理金属板の評価
実施例1と同様に、重量膜厚測定、表面原子比の測定を実施した。
5.成形時密着性評価
浅絞りカップ成形後、カップ先端部の樹脂の追従状態を観察した。カップ先端から0.5mm以上樹脂が下がっている場合を×、カップ先端から0.5mm以下、0.1mm以上樹脂が下がっている場合を△、0.1mm未満の場合を○とした。
6.レトルト密着性評価
リフランジ加工後の缶の開口端より5mm下部に缶外面側の全周に亘って素地に達する傷を入れ、空缶の状態で125℃の熱水蒸気中に30分間保持し、缶外面側傷周辺部の被覆樹脂の剥離程度を観察し、レトルト密着性を評価した。結果を表4に示した。表中、金属缶のレトルト密着性評価は、剥離が全くない時を○、剥離が一部でもある時を△、全周に亘って剥離している場合を×とした。
(Example 12)
1. Preparation of surface-treated metal plate Cold rolled steel sheet having a thickness of 0.195 mm and a tempering degree T3 as a metal plate is subjected to electrolytic degreasing, acid washing, water washing, pure water washing, pretreatment, and 1.0 g / m of tin per side. After plating to 2 , the current density was set to 0.6 A / dm 2 in the treatment bath of E in Table 1. In the same manner as in No. 1, an inorganic surface treatment and a silane coupling agent treatment were performed to obtain a surface-treated metal plate.
2. Preparation of resin-coated metal plate The obtained surface-treated metal plate is heated to a plate temperature of 250 ° C. in advance, and the lower layer side of the cast film of (d) in Table 3 is in contact with and coated on one side to become the outer surface side. A resin-coated metal plate was obtained by water-cooling immediately after thermocompression bonding through a laminate roll so that the cast film of (c) in Table 3 was coated on one side.
3. Preparation of can body After applying paraffin wax electrostatically on both sides of the resin-coated metal plate, it was punched into a circle having a diameter of 140 mm, and a shallow drawn cup was prepared according to a conventional method. The drawn cup was then redrawn and ironed twice to obtain a deep drawn ironing cup having a small diameter and a large height. Various characteristics of the cup thus obtained were as follows.
Cup diameter 52mm,
Cup height 138mm,
-50% of can wall thickness with respect to original plate thickness
This cup is heat-treated at 220 ° C. for 60 seconds after doming to remove the distortion of the resin film, followed by trimming of the end of the opening, curved surface printing, neck-in to 200 diameters, flange processing, and re-flange processing. A 250g seamless can was made.
4). Evaluation of surface-treated metal plate In the same manner as in Example 1, weight film thickness measurement and surface atomic ratio measurement were performed.
5). Evaluation of adhesion during molding After molding the shallow drawn cup, the follow-up state of the resin at the tip of the cup was observed. The case where the resin was lowered from the cup tip by 0.5 mm or more was evaluated as x, the case where the resin was lowered from the cup tip by 0.5 mm or less, and the case where the resin was lowered from 0.1 mm was evaluated as Δ, and the case where the resin was less than 0.1 mm was evaluated as ◯.
6). Retort adhesion evaluation A flaw that reaches the substrate over the entire circumference of the outer surface of the can is placed 5mm below the open end of the can after re-flanging, and kept in 125 ° C hot steam for 30 minutes in an empty can. The degree of peeling of the coating resin around the outer surface side wound periphery was observed to evaluate the retort adhesion. The results are shown in Table 4. In the table, the evaluation of the retort adhesion of the metal can was evaluated as ◯ when there was no peeling, Δ when the peeling was a part, and x when the peeling occurred over the entire circumference.

(実施例13)
実施例12と同様に鋼板上にすずをめっきをした後、表1のEに示す浴にスノーテックスC(日産化学工業社製)を60g/リットル添加した浴を用いて電流密度1A/dmで0.6秒通電−0.4秒停止を3回繰り返して無機表面処理し、ついで、実施例12と同様に、シランカップリング剤処理、樹脂被覆、製缶および評価を行なった。
(Example 13)
After plating tin on the steel plate in the same manner as in Example 12, the current density was 1 A / dm 2 using a bath obtained by adding 60 g / liter of Snowtex C (manufactured by Nissan Chemical Industries) to the bath shown in E of Table 1. Then, 0.6 seconds energization-0.4 second stop was repeated three times for inorganic surface treatment, and then, in the same manner as in Example 12, silane coupling agent treatment, resin coating, can manufacturing, and evaluation were performed.

(実施例14)
実施例12と同様に鋼板上にすずをめっき、および、陰極電解による無機表面処理を行なった後、実施例2と同様のフェノール系有機表面処理層を行ない、無機表面処理の上に有機表面処理を有する表面処理金属板を得た。ついで、実施例12と同様に、樹脂被覆、製缶および評価を行なった。
(Example 14)
After plating tin on the steel plate and carrying out the inorganic surface treatment by cathodic electrolysis in the same manner as in Example 12, the same phenolic organic surface treatment layer as in Example 2 is applied, and the organic surface treatment is performed on the inorganic surface treatment. A surface-treated metal plate having the following was obtained. Subsequently, in the same manner as in Example 12, resin coating, can making, and evaluation were performed.

(比較例11)
シランカップリング剤処理を行なわなかった以外は、実施例12と同様に表面処理、樹脂被覆、製缶および評価を行なった。
(Comparative Example 11)
Surface treatment, resin coating, canning and evaluation were performed in the same manner as in Example 12 except that the silane coupling agent treatment was not performed.

(比較例12)
すずめっき後、無機表面処理およびシランカップリング剤処理を行なわず、すずめっき上に直接樹脂被覆した以外は、実施例12と同様に表面処理、樹脂被覆、製缶および評価を行なった。
(Comparative Example 12)
After tin plating, surface treatment, resin coating, canning and evaluation were carried out in the same manner as in Example 12 except that the inorganic surface treatment and the silane coupling agent treatment were not performed and the tin plating was directly resin-coated.

(比較例13)
実施例12と同様に鋼板上にすずをめっきをした後、重クロム酸ナトリウム30g/リットルの水溶液中で陰極電解し、クロム酸化物5mg/mの無機被膜を作成して表面処理金属板を得た。続いて、実施例12と同様に樹脂被覆、製缶および評価を行なった。
(Comparative Example 13)
After plating tin on the steel plate in the same manner as in Example 12, cathodic electrolysis was performed in an aqueous solution of sodium dichromate 30 g / liter to produce an inorganic coating of chromium oxide 5 mg / m 2 to prepare a surface-treated metal plate. Obtained. Subsequently, resin coating, can making and evaluation were performed in the same manner as in Example 12.

(比較例14)
実施例12と同様にして鋼板上にすずめっき、および、無機表面処理を行なった後、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン(製品名KBM903、信越化学工業社製)の30%水溶液にディップしロール絞り後120℃で1分間乾燥して、無機処理層の上にSi換算で50mg/mの膜厚に相当するシランカップリング剤層を有する表面処理金属板を得た。続いて、実施例12と同様に樹脂被覆、製缶および評価を行なった。
(Comparative Example 14)
After performing tin plating and inorganic surface treatment on the steel sheet in the same manner as in Example 12, it was dipped into a 30% aqueous solution of γ-aminopropyltrimethoxysilane (product name KBM903, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and rolled. Then, it was dried at 120 ° C. for 1 minute to obtain a surface-treated metal plate having a silane coupling agent layer corresponding to a film thickness of 50 mg / m 2 in terms of Si on the inorganic treatment layer. Subsequently, resin coating, can making and evaluation were performed in the same manner as in Example 12.

(比較例15)
実施例12と同様にして鋼板上にすずめっき、および、無機表面処理を行なった後、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン(製品名KBM903、信越化学工業社製)の0.5%水溶液にディップしロール絞り後120℃で1分間乾燥して、無機処理層の上にSi換算で0.3mg/mの膜厚に相当するシランカップリング剤層を有する表面処理金属板を得た。続いて、実施例12と同様に樹脂被覆、製缶および評価を行なった。
(Comparative Example 15)
After performing tin plating and inorganic surface treatment on the steel sheet in the same manner as in Example 12, it was dipped in a 0.5% aqueous solution of γ-aminopropyltrimethoxysilane (product name KBM903, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). After roll drawing, drying was performed at 120 ° C. for 1 minute to obtain a surface-treated metal plate having a silane coupling agent layer corresponding to a film thickness of 0.3 mg / m 2 in terms of Si on the inorganic treatment layer. Subsequently, resin coating, can making and evaluation were performed in the same manner as in Example 12.

(比較例16)
実施例12と同様にして鋼板上にすずめっきを行なった後、無機表面処理を行わずに実施例14と同様のフェノール系有機表面処理層を行ない、表面処理金属板を得た。続いて、実施例12と同様に樹脂被覆、樹脂被覆、製缶および評価を行なった。
(Comparative Example 16)
After tin plating was performed on the steel sheet in the same manner as in Example 12, the same phenol-based organic surface treatment layer as in Example 14 was performed without performing inorganic surface treatment to obtain a surface-treated metal plate. Subsequently, resin coating, resin coating, can making and evaluation were performed in the same manner as in Example 12.

(実施例15)
1.表面処理金属板の作成
金属板として厚み0.17mm、調質度DR8の冷延鋼板を、電解脱脂、酸洗、水洗、純水洗し、前処理を行ない、片面あたりニッケルを0.3g/mにめっきした後、片面あたりすずを0.6g/mにめっきし、リフロー処理を行なって、ニッケルーすずー鉄の合金層を形成した。続いて、実施例12と同様に、表1のEの処理浴中で陰極電解およびシランカップリング剤処理を行なって、表面処理金属板を得た。
2.樹脂被覆金属板の作成
得られた表面処理金属板を、エポキシアクリル系水性塗料を用い、焼付け後の塗膜厚みが10μmになるように両面にロールコートし、200℃10分間の焼付け処理を行なうことにより、樹脂被覆金属板を得た。
3.缶胴および缶蓋の作成
得られた樹脂被覆金属板に加工用潤滑剤を塗油後、絞り加工(絞り比1.3)を行ない、内径83.3mmの缶胴を作成した。続いて、開口端端部のトリミング加工、フランジ加工を行なって、高さ45.5mmの絞り缶を作成した。一方、得られた樹脂被覆金属板の一部を用いて、定法により、307径のフルオープン蓋に成形した。
4.内容品充填試験
このようにして作成した缶胴および缶蓋を用いて、缶胴にツナ油漬けを充填後、フルオープン蓋を2重巻締めし、115℃60分のレトルト殺菌処理を行なった。
5.耐硫性評価
内容物充填およびレトルト殺菌後37℃で6ヶ月貯蔵後開缶し、缶胴及び缶蓋内面側の硫化変色を調べ、激しく変色している場合を×、大きな変色が認められない場合を○とし、結果を表5に示した。
(Example 15)
1. Preparation of surface-treated metal sheet Cold-rolled steel sheet with a thickness of 0.17 mm and a tempering degree of DR8 was subjected to pre-treatment as a metal sheet by electrolytic degreasing, pickling, washing with water, pure water, and 0.3 g / m of nickel per side. After plating on 2 , tin was plated to 0.6 g / m 2 on one side and subjected to reflow treatment to form a nickel-tin-iron alloy layer. Subsequently, in the same manner as in Example 12, cathodic electrolysis and silane coupling agent treatment were performed in the treatment bath E in Table 1 to obtain a surface-treated metal plate.
2. Preparation of resin-coated metal plate The obtained surface-treated metal plate is roll-coated on both sides using an epoxy acrylic water-based paint so that the coating thickness after baking is 10 μm and subjected to baking treatment at 200 ° C. for 10 minutes. As a result, a resin-coated metal plate was obtained.
3. Preparation of can body and can lid After applying a processing lubricant to the obtained resin-coated metal plate, it was subjected to drawing (drawing ratio 1.3) to prepare a can body having an inner diameter of 83.3 mm. Subsequently, trimming processing and flange processing were performed on the end portion of the opening to produce a drawn can having a height of 45.5 mm. On the other hand, a part of the obtained resin-coated metal plate was molded into a 307-diameter full-open lid by a conventional method.
4). Contents filling test Using the can body and can lid prepared in this way, the can body was filled with tuna oil, and then the full open lid was wound twice and subjected to retort sterilization at 115 ° C for 60 minutes. .
5). Sulfur resistance evaluation Contents filled and retort sterilized, stored at 37 ° C for 6 months, then opened, and examined for sulfur discoloration on the inner surface of the can body and can lid. The results are shown in Table 5, and the results are shown in Table 5.

(比較例17)
実施例15と同様にしてニッケルめっき、すずめっき、リフロー処理によるニッケルーすずー鉄の合金層を形成した後、無機表面処理を行わずに実施例15と同様のシランカップリング剤処理を行なって、表面処理金属板を得た。続いて、実施例15と同様に樹脂被覆、缶胴および缶蓋の作成、評価を行なった。
(Comparative Example 17)
After forming a nickel-tin-iron alloy layer by nickel plating, tin plating, and reflow treatment in the same manner as in Example 15, performing the same silane coupling agent treatment as in Example 15 without performing inorganic surface treatment, A surface-treated metal plate was obtained. Subsequently, the resin coating, the can body and the can lid were prepared and evaluated in the same manner as in Example 15.

(実施例16)
1.表面処理金属板の作成
金属板として厚み0.22mm、調質度T4の冷延鋼板を、電解脱脂、酸洗、水洗、純水洗し、前処理を行ない、片面あたりニッケルを0.03g/mにめっきした後、片面あたりすずを1.3g/mにめっき後、リフロー処理を行ない、続いて、無機表面処理、シランカップリング剤処理を行なって、缶胴用表面処理金属板を得た。
一方、0.21mmの調質度T4の冷延鋼板についても、上記と同様に処理し、缶蓋用表面処理金属板を得た。
2.樹脂被覆金属板、缶胴および缶蓋の作成
缶胴用表面処理金属板を用いて、エポキシフェノール溶剤型塗料を缶胴の継目部分にあたる場所を除いて、焼付け後の膜厚が内面側5μm、外面側3μmになるようにマージン塗装し、200℃の熱風乾燥炉中で10分間焼付け硬化させて樹脂被覆金属板を得た。作成した樹脂被覆金属板をブランク状に切断し、そのブランクを線電極を用いた市販の電気抵抗溶接機にて円筒状にて溶接し、次に、缶胴の溶接継ぎ目部の内外面側に溶剤型エポキシユリア系補修塗料を乾燥塗膜厚みが40μmになるようにスプレー塗装した後250℃の熱風乾燥炉中で3分間焼付け、継ぎ目部分を被覆して溶接缶胴(缶径65.4mm、缶胴高さ122mm)を作成した。
一方、缶蓋用表面処理金属板に、エポキシフェノール溶剤型塗料を、焼付け後の塗膜厚みが10μmになるように両面にロールコートし、200℃10分間の焼付け処理を行なった後、定法により、209径のシェル蓋に成形した。
缶胴の一方の開口端を、フランジ加工、ネックイン加工し、前記209径の蓋を巻締めた後、もう一方の開口端をトリプルネックイン、フランジ加工した。
3.内容品充填試験
93℃でオレンジジュースをホットパックした後、市販の206径アルミSOT蓋を2重巻締めて密封した。
4.耐食性評価
内容物充填後37℃で6ヶ月貯蔵後開缶し、開缶後の鉄溶出量も測定した。溶出量0.2ppm以上のものを×、0.1ppm以上0.2ppm未満を○、0.1ppm未満を◎とし、結果を表5に示した。
(Example 16)
1. Preparation of surface-treated metal plate A cold-rolled steel plate having a thickness of 0.22 mm and a tempering degree T4 as a metal plate is subjected to electrolytic degreasing, acid washing, water washing, pure water washing, pretreatment, and nickel per one side of 0.03 g / m. After plating to 2 , after plating tin to 1.3 g / m 2 per side, reflow treatment is performed, followed by inorganic surface treatment and silane coupling agent treatment to obtain a surface-treated metal plate for can bodies. It was.
On the other hand, a cold-rolled steel sheet having a tempering degree T4 of 0.21 mm was treated in the same manner as described above to obtain a surface-treated metal sheet for can lids.
2. Preparation of resin-coated metal plate, can body and can lid Using the surface-treated metal plate for can body, the film thickness after baking is 5 μm on the inner surface side except for the place where the epoxy phenol solvent type paint is applied to the joint part of the can body Margin coating was performed so as to be 3 μm on the outer surface side, and baked and cured in a hot air drying furnace at 200 ° C. for 10 minutes to obtain a resin-coated metal plate. The prepared resin-coated metal plate is cut into a blank shape, and the blank is welded in a cylindrical shape with a commercially available electric resistance welder using a wire electrode. Next, on the inner and outer surfaces of the weld seam of the can body After spray-coating a solvent-type epoxy urea-based repair coating so that the dry coating thickness is 40 μm, it is baked for 3 minutes in a hot air drying oven at 250 ° C., and the seam portion is coated to form a welded can body (can diameter 65.4 mm, A can body height of 122 mm) was created.
On the other hand, an epoxyphenol solvent-type paint is roll-coated on both surfaces so that the coating thickness after baking is 10 μm on the surface-treated metal plate for can lids, and subjected to baking treatment at 200 ° C. for 10 minutes. , 209 diameter shell lid.
One opening end of the can body was subjected to flange processing and neck-in processing. After the 209-diameter lid was wound, the other opening end was subjected to triple neck-in processing and flange processing.
3. Content product filling test After hot-packing orange juice at 93 ° C., a commercially available 206-diameter aluminum SOT lid was double-wrapped and sealed.
4). Corrosion resistance evaluation After filling the contents, the cans were opened after storage at 37 ° C for 6 months, and the iron elution amount after the cans were also measured. The results are shown in Table 5 where x is an elution amount of 0.2 ppm or more, ○ is 0.1 ppm or more and less than 0.2 ppm, and ◎ is less than 0.1 ppm.

(実施例17)
実施例16と同様にニッケルめっき、すずめっき、リフロー処理後、表1のEに示す浴にスノーテックスC(日産化学工業社製)を60g/リットル添加した浴を用いて電流密度5A/dmで0.6秒通電−0.4秒停止を3回繰り返して無機表面処理し、ついで、実施例16と同様に、シランカップリング剤処理、樹脂被覆、製缶および製蓋、評価を行なった。
(Example 17)
In the same manner as in Example 16, after nickel plating, tin plating, and reflow treatment, a current density of 5 A / dm 2 was used using a bath in which 60 g / liter of Snowtex C (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was added to the bath shown in E of Table 1. Then, 0.6 seconds energization-0.4 second stop was repeated three times to perform inorganic surface treatment, and then, in the same manner as in Example 16, silane coupling agent treatment, resin coating, can making and lid making were evaluated. .

(比較例18)
実施例16と同様にニッケルめっき、すずめっき、リフロー処理後、表1のEに示す浴を用いて電流密度0.6A/dmで0.6秒通電−0.4秒停止を8回繰り返して無機表面処理し、シランカップリング剤処理を行なわなかった以外は、実施例16と同様に樹脂被覆、製缶および製蓋、評価を行なった。
(Comparative Example 18)
In the same manner as in Example 16, after nickel plating, tin plating, and reflow treatment, using a bath indicated by E in Table 1 was repeated 8 times with a current density of 0.6 A / dm 2 for 0.6 seconds and a stop for 0.4 seconds. In the same manner as in Example 16, except for the inorganic surface treatment and no silane coupling agent treatment, resin coating, can making and lid making, and evaluation were performed.

(実施例18)
1.表面処理金属板の作成
金属板として厚み0.22mm、調質度DR8の冷延鋼板を電解脱脂、酸洗、水洗、純水洗し、前処理を行なった。ついで、表1のEの処理浴中で電流密度0.6A/dmとし0.6秒通電−0.4秒停止を8回繰り返して陰極電解した以外は、実施例1と同様に無機表面処理、シランカップリング剤処理を行なった。
2.樹脂被覆金属板の作成
得られた表面処理金属板を予め板温度250℃に加熱しておき、片面上に表3の(イ)のキャストフィルムの下層側が接して被覆され、外面側となるもう一方の片面上に表3の(ハ)のキャストフィルムが被覆されるように、ラミネートロールを介して熱圧着後、直ちに水冷することにより、樹脂被覆金属板を得た。
3.缶胴および缶蓋の作成
得られた樹脂被覆金属板に加工用潤滑剤を塗油後、再絞り加工(絞り比2.5)を行ない、内径65.3mmの缶胴を作成した。続いて、樹脂フィルムの歪みをとるために220℃で60秒間熱処理を行ない、開口端端部のトリミング加工、フランジ加工を行なって、高さ101.1mm深絞り缶を作成した。一方、得られた樹脂被覆金属板の一部を用いて、定法により、211径のフルオープン蓋に成形した。
4.内容品充填試験
このようにして作成した缶胴および缶蓋を用いて、缶胴にミートソースを充填後、フルオープン蓋を2重巻締めし、120℃30分のレトルト殺菌処理を行なった。
5.容器内面状態評価
容器成形後の有機被膜の状態を調べ、剥離、穴あき等の異常がないかを観察した。また、内容物充填後、37℃で6ヶ月貯蔵後開缶し、容器内面側の腐食や有機被膜の浮きなどが発生していないかを調べ、結果を表5に示した。
(Example 18)
1. Preparation of surface-treated metal plate A cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.22 mm and a tempering degree DR8 was subjected to electrolytic degreasing, pickling, water washing, and pure water washing as a metal board, and pretreatment was performed. Then, the inorganic surface was the same as in Example 1 except that the current density was 0.6 A / dm 2 in the treatment bath E in Table 1 and the cathodic electrolysis was repeated 8 times for 0.6 second energization-0.4 second stop. Treatment and silane coupling agent treatment were performed.
2. Preparation of resin-coated metal plate The obtained surface-treated metal plate was heated in advance to a plate temperature of 250 ° C., and the lower layer side of the cast film of (a) in Table 3 was in contact with and coated on one side. A resin-coated metal plate was obtained by water-cooling immediately after thermocompression bonding through a laminate roll so that the cast film of (c) in Table 3 was coated on one side.
3. Preparation of can body and can lid After applying a processing lubricant to the obtained resin-coated metal plate, redrawing (drawing ratio 2.5) was performed to prepare a can body having an inner diameter of 65.3 mm. Subsequently, in order to remove the distortion of the resin film, heat treatment was performed at 220 ° C. for 60 seconds, and the end of the opening end was trimmed and flanged to produce a deep drawn can with a height of 101.1 mm. On the other hand, a part of the obtained resin-coated metal plate was molded into a 211-diameter full-open lid by a conventional method.
4). Content Product Filling Test Using the can body and can lid thus prepared, the can body was filled with meat sauce, and then the full open lid was double-wrapped and subjected to retort sterilization treatment at 120 ° C. for 30 minutes.
5). Container inner surface state evaluation The state of the organic coating after container molding was examined and observed for abnormalities such as peeling and perforation. Further, after filling the contents, the container was opened after storage at 37 ° C. for 6 months, and it was examined whether corrosion on the inner surface side of the container or floating of the organic coating occurred, and the results are shown in Table 5.

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本発明の表面処理金属材料とリン酸ジルコニウム化成処理による表面処理金属材料について、XPSによりP2pのピークを測定した図である。It is the figure which measured the peak of P2p by XPS about the surface treatment metal material of this invention, and the surface treatment metal material by a zirconium phosphate chemical conversion treatment. リン酸ジルコニウム化成処理による表面処理金属材料について、スパッタリングを併用した深さ方向分析を行なったO1sピークを示す図である。It is a figure which shows the O1s peak which performed the depth direction analysis which used sputtering together about the surface treatment metal material by a zirconium phosphate chemical conversion treatment. 本発明の表面処理金属材料について、スパッタリングを併用した深さ方向分析を行なったO1sピークを示す図である。It is a figure which shows the O1s peak which performed the depth direction analysis which used sputtering together about the surface treatment metal material of this invention. 本発明の表面処理金属材料について、Zr3dピークを示す図である。It is a figure which shows a Zr3d peak about the surface treatment metal material of this invention. 本発明の表面処理金属材料の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the surface treatment metal material of this invention. 本発明の表面処理金属材料の他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of the surface treatment metal material of this invention. 本発明の表面処理金属材料の他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of the surface treatment metal material of this invention. トータル電解時間とZr重量膜厚の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between total electrolysis time and Zr weight film thickness. 本発明の樹脂被覆金属材料の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the resin coating metal material of this invention. 本発明の樹脂被覆金属材料の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the resin coating metal material of this invention. 本発明の樹脂被覆金属材料の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the resin coating metal material of this invention.

Claims (8)

金属表面に無機成分を主体とする無機表面処理層(A)と有機成分を主体とする有機表面処理層(B)が形成され、更に少なくとも片面上に有機樹脂被覆(C)が形成されている樹脂被覆表面処理金属であって、前記無機表面処理層(A)が、陰極電解を断続的に実施して形成され、リン酸イオンを含有せずFと水酸基を含むZrの酸化物からなり、前記無機表面処理層の最表面に含有される、OとZrの原子比が1<O/Zr<10であり、FとZrの原子比が、0.1<F/Zr<2.5であり、Zrの重量膜厚が5〜300mg/m であり、前記有機表面処理層(B)が、Si量が0.8〜30mg/m のシランカップリング剤処理層またはフェノール系水溶性有機化合物を主体とする層であり、有機樹脂被覆(C)が熱可塑性ポリエステルから成ることを特徴とする缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属板。 An inorganic surface treatment layer (A) mainly composed of an inorganic component and an organic surface treatment layer (B) mainly composed of an organic component are formed on the surface of the metal plate , and further an organic resin coating (C) is formed on at least one surface. A resin-coated surface-treated metal plate , wherein the inorganic surface-treated layer (A) is formed by intermittently performing cathodic electrolysis, and does not contain phosphate ions and contains an oxide of Fr and a hydroxyl group. The atomic ratio of O and Zr contained in the outermost surface of the inorganic surface treatment layer is 1 <O / Zr <10, and the atomic ratio of F and Zr is 0.1 <F / Zr <2. 5, and the weight film thickness of Zr is 5 to 300 mg / m 2, wherein the organic surface treatment layer (B) is a silane coupling agent Si content 0.8~30mg / m 2 treated layer or phenolic It is a layer mainly composed of water-soluble organic compounds, and the organic resin coating (C) is heatable. Resin-coated surface-treated metal sheet for cans or can lids, characterized in that it consists of sexual polyester. 金属板表面に無機成分を主体とする無機表面処理層(A)と有機成分を主体とする有機表面処理層(B)が形成され、更に少なくとも片面上に有機樹脂被覆(C)が形成されている樹脂被覆表面処理金属板であって、前記無機表面処理層(A)が、陰極電解を断続的に実施して形成され、Fと水酸基を含むZrの酸化物からなり、前記無機表面処理層の最表面に含有される、PとZrの原子比が0≦P/Zr<0.6であり、OとZrの原子比が1<O/Zr<10であり、FとZrの原子比が、0.1<F/Zr<2.5であり、Zrの重量膜厚が5〜300mg/m であり、前記有機表面処理層(B)が、Si量が0.8〜30mg/m のシランカップリング剤処理層またはフェノール系水溶性有機化合物を主体とする層であり、有機樹脂被覆(C)が熱可塑性ポリエステルから成ることを特徴とする缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属板 An inorganic surface treatment layer (A) mainly composed of an inorganic component and an organic surface treatment layer (B) mainly composed of an organic component are formed on the surface of the metal plate, and further an organic resin coating (C) is formed on at least one surface. A resin-coated surface-treated metal plate, wherein the inorganic surface-treated layer (A) is formed by intermittently performing cathodic electrolysis and is made of an oxide of Zr containing F and a hydroxyl group. The atomic ratio of P and Zr contained in the outermost surface of is 0 ≦ P / Zr <0.6, the atomic ratio of O and Zr is 1 <O / Zr <10, and the atomic ratio of F and Zr However, 0.1 <F / Zr <2.5, the weight film thickness of Zr is 5 to 300 mg / m 2 , and the organic surface treatment layer (B) has an Si content of 0.8 to 30 mg / m 2. the m 2 of the silane coupling agent treatment layer or phenolic water-soluble organic compound is a layer mainly composed, Machine resin coating (C) can or can lid resin-coated surface-treated metal sheet, characterized in that it consists of a thermoplastic polyester. 前記無機表面処理層(B)が、Si量で20〜80mg/m のSiO 粒子を含有する請求項1又は2に記載の缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属板 It said inorganic surface-treating layer (B) is, Si content containing SiO 2 particles of 20 to 80 mg / m 2 in claim 1 or 2 cans or can lids resin-coated surface-treated metal sheet according to. 前記有機表面処理層(B)が、炭素原子換算で6〜30mg/m の範囲の含有量であるフェノール系水溶性有機化合物を主体とする層であって、その上に前記無機表面処理層(A)が形成されている請求項1乃至3の何れかに記載の缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属板 The organic surface treatment layer (B) is a layer mainly composed of a phenolic water-soluble organic compound having a content in the range of 6 to 30 mg / m 2 in terms of carbon atoms , on which the inorganic surface treatment layer is formed. The resin-coated surface-treated metal plate for cans or can lids according to any one of claims 1 to 3, wherein (A) is formed . Zr,F及び粒径として4〜80nmの水分散性シリカを含有し、リン酸イオン濃度が、PO として0.003モル/リットル未満である水溶液中で陰極電解処理を断続的に、通電時間0.1〜0.8秒の範囲で2〜10サイクル行うことにより金属板表面に無機被膜を高速形成した後、フェノール系水溶性有機化合物又はシランカップリング剤を塗布乾燥させて有機被膜を形成させ、更に該有機被膜の上に熱可塑性ポリエステルを被覆することを特徴とする缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属板の表面処理方法 Cathodic electrolysis is intermittently conducted in an aqueous solution containing Zr, F and water-dispersible silica having a particle size of 4 to 80 nm and having a phosphate ion concentration of less than 0.003 mol / liter as PO 4. After forming an inorganic coating on the surface of the metal plate at a high speed by performing 2 to 10 cycles in the range of 0.1 to 0.8 seconds, an organic coating is formed by applying and drying a phenolic water-soluble organic compound or silane coupling agent. Further, a thermoplastic polyester is coated on the organic coating, and the method for surface treatment of a resin-coated surface-treated metal plate for cans or can lids is provided . 金属板表面に無機成分を主体とする無機表面処理層(A)と該無機表面処理層の少なくとも片面上に有機樹脂被覆(C)が形成されている樹脂被覆表面処理金属板であって、前記無機表面処理層(A)が、陰極電解を断続的に実施して形成され、リン酸イオンを含有せずFと水酸基を含むZrの酸化物からなり、前記無機表面処理層の最表面に含有される、OとZrの原子比が1<O/Zr<10であり、FとZrの原子比が、0.1<F/Zr<2.5であり、Zrの重量膜厚が5〜300mg/m であり、前記有機樹脂被覆(C)が熱可塑性ポリエステルから成ることを特徴とする缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属板 An inorganic surface treatment layer (A) mainly comprising an inorganic component on the surface of the metal plate, and a resin-coated surface-treated metal plate in which an organic resin coating (C) is formed on at least one surface of the inorganic surface treatment layer, The inorganic surface treatment layer (A) is formed by intermittently performing cathodic electrolysis, is composed of an oxide of Zr containing F and hydroxyl groups without containing phosphate ions, and is contained on the outermost surface of the inorganic surface treatment layer The atomic ratio of O and Zr is 1 <O / Zr <10, the atomic ratio of F and Zr is 0.1 <F / Zr <2.5, and the weight film thickness of Zr is 5 to 5. A resin-coated surface-treated metal plate for cans or can lids, which is 300 mg / m 2 and the organic resin coating (C) is made of a thermoplastic polyester . 金属板表面に無機成分を主体とする無機表面処理層(A)と該無機表面処理層の少なくとも片面上に有機樹脂被覆(C)が形成されている樹脂被覆表面処理金属板であって、前記無機表面処理層(A)が、陰極電解を断続的に実施して形成され、Fと水酸基を含むZrの酸化物からなり、前記無機表面処理層の最表面に含有される、PとZrの原子比が0≦P/Zr<0.6であり、OとZrの原子比が1<O/Zr<10であり、FとZrの原子比が、0.1<F/Zr<2.5であり、Zrの重量膜厚が5〜300mg/m であり、前記有機樹脂被覆(C)が熱可塑性ポリエステルから成ることを特徴とする缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属板 An inorganic surface treatment layer (A) mainly comprising an inorganic component on the surface of the metal plate, and a resin-coated surface-treated metal plate in which an organic resin coating (C) is formed on at least one surface of the inorganic surface treatment layer, The inorganic surface treatment layer (A) is formed by intermittently performing cathodic electrolysis, is composed of a Zr oxide containing F and a hydroxyl group, and is contained in the outermost surface of the inorganic surface treatment layer. The atomic ratio is 0 ≦ P / Zr <0.6, the atomic ratio of O and Zr is 1 <O / Zr <10, and the atomic ratio of F and Zr is 0.1 <F / Zr <2. A resin-coated surface-treated metal plate for cans or can lids, wherein the weight film thickness of Zr is 5 to 300 mg / m 2 and the organic resin coating (C) is made of a thermoplastic polyester . Zr,F及び粒径として4〜80nmの水分散性シリカを含有し、リン酸イオン濃度が、PO として0.003モル/リットル未満である水溶液中で陰極電解処理を断続的に、通電時間0.1〜0.8秒の範囲で2〜10サイクル行うことにより金属板表面に無機被膜を高速形成させ、更に該無機被膜の上に熱可塑性ポリエステルを被覆することを特徴とする缶又は缶蓋用樹脂被覆表面処理金属板の表面処理方法 Cathodic electrolysis is intermittently conducted in an aqueous solution containing Zr, F and water-dispersible silica having a particle size of 4 to 80 nm and having a phosphate ion concentration of less than 0.003 mol / liter as PO 4. A can or can characterized by forming an inorganic coating on the surface of a metal plate at a high speed by performing 2 to 10 cycles in a range of 0.1 to 0.8 seconds, and further coating a thermoplastic polyester on the inorganic coating Surface treatment method for resin-coated surface-treated metal plate for lids .
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