JP6361628B2 - Manufacturing method of steel plate for containers - Google Patents

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Description

本発明は、容器用鋼板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a steel plate for containers.

容器用鋼板としては、従来から「ぶりき」と称される錫めっき鋼板が広く用いられている。このような錫めっき鋼板では、通常、重クロム酸などの6価のクロム化合物を含有する水溶液中に鋼板を浸漬する、または、この溶液中で電解処理を行うなどのクロメート処理によって、錫めっき表面にクロメート皮膜が形成される。   As a steel plate for containers, a tin-plated steel plate conventionally referred to as “blink” has been widely used. In such a tin-plated steel plate, the surface of the tin-plated surface is usually obtained by immersing the steel plate in an aqueous solution containing a hexavalent chromium compound such as dichromic acid, or by performing a chromate treatment such as performing an electrolytic treatment in this solution. A chromate film is formed on the surface.

しかしながら、昨今の環境問題を踏まえて、Crの使用を規制する動きが各分野で進行しており、容器用鋼板においてもクロメート処理に替わる処理技術がいくつか提案されている。例えば、特許文献1および2には、Tiを含有する皮膜を鋼板の表面に形成する技術が開示されている。   However, in light of recent environmental problems, movements for restricting the use of Cr have progressed in various fields, and several treatment techniques for replacing chromate treatment have been proposed for steel plates for containers. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose techniques for forming a film containing Ti on the surface of a steel sheet.

特開2013−119647号公報JP 2013-119647 A 特開2013−127095号公報JP2013-127095A 特開2005−118639号公報JP 2005-118639 A

ところで、Tiを含有する皮膜を形成するために、鋼板に対して、Ti成分として六フッ化チタン酸および/またはその塩を含む処理液中で長時間連続して陰極電解処理を行なうと、皮膜のTi換算の付着量(Ti付着量)が次第に減少する場合がある。この場合、所望するTi質量膜厚を得ることが困難となり、実産業的に適当ではない。   By the way, in order to form a film containing Ti, when a cathode electrolytic treatment is continuously performed for a long time in a treatment liquid containing hexafluorotitanic acid and / or a salt thereof as a Ti component, In some cases, the amount of Ti-converted adhesion (Ti adhesion amount) gradually decreases. In this case, it becomes difficult to obtain a desired Ti mass film thickness, which is not suitable for practical use.

長時間連続して陰極電解処理を行なってもTi付着量が減少しない方法として、例えば、特許文献1には、処理液中に金属Tiを浸漬させる方法が開示され、特許文献2には、陽極として金属Tiを使用する方法が開示されている。
いずれの方法も、金属Tiを用いて、処理液中のTi濃度の低下を防止することを狙いとしているが、実際には、金属Tiの表面には、経時的に、安定な酸化Ti皮膜が形成されるため、十分なTiを供給することができない場合がある。このため、適宜、酸化Ti皮膜を除去する必要があり、生産性を低下させる要因となる。
For example, Patent Document 1 discloses a method of immersing metal Ti in a processing solution, and Patent Document 2 discloses an anode as a method in which the amount of Ti adhesion does not decrease even when cathodic electrolysis is performed continuously for a long time. A method using metal Ti is disclosed.
Both methods aim to prevent a decrease in Ti concentration in the treatment liquid using metal Ti, but in practice, a stable oxidized Ti film is formed on the surface of metal Ti over time. Since it is formed, sufficient Ti may not be supplied. For this reason, it is necessary to remove the Ti oxide film as appropriate, which causes a decrease in productivity.

本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、長時間連続して陰極電解処理を行なう場合にもTi付着量の減少を抑制できる容器用鋼板の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a steel plate for containers that can suppress a decrease in the amount of Ti adhesion even when cathodic electrolysis is performed continuously for a long time. To do.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、処理液中に特定の添加剤を添加することで、長時間連続して陰極電解処理を行なう場合にも、Ti付着量の減少を抑制できることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive investigations to achieve the above object, the present inventors have added a specific additive in the treatment liquid, so that the amount of Ti adhesion can be reduced even when performing cathodic electrolysis continuously for a long time. The present inventors have found that the decrease can be suppressed and completed the present invention.

すなわち、本発明は、以下の[1]〜[4]を提供する。
[1]鋼板の表面の少なくとも一部をNi層、Sn層、Ni−Fe合金層、Fe−Sn−Ni合金層およびFe−Sn合金層からなる群から選ばれる少なくとも1層を含むめっき層が覆うめっき鋼板に対して、六フッ化チタン酸および/またはその塩を含有する処理液中で陰極電解処理を施すことにより、上記めっき鋼板の上記めっき層側の表面上に、Tiを含有する皮膜を形成する、容器用鋼板の製造方法であって、上記陰極電解処理によって上記処理液中のF-濃度が増加した場合に、上記処理液中に水酸化チタンを添加する、容器用鋼板の製造方法。
[2]上記処理液における上記六フッ化チタン酸および/またはその塩の含有量が、六フッ化チタン酸イオン(TiF6 2-)に換算した量で、0.004〜0.400mol/Lである、上記[1]に記載の容器用鋼板の製造方法。
[3]上記処理液が、さらに、Ni成分を含有し、上記処理液における上記Ni成分の含有量が、Niイオン(Ni2+)に換算した量で、0.002〜0.040mol/Lである、上記[1]または[2]に記載の容器用鋼板の製造方法。
[4]上記処理液が、さらに、K+、Na+およびNH4 +からなる群から選ばれる少なくとも1種のカチオンと、SO4 2-、NO3 -およびCl-からなる群から選ばれる少なくとも1種のアニオンとの組み合わせからなる塩を含有し、上記処理液における上記塩の含有量が、Tiに対するモル比で0.1〜100である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の容器用鋼板の製造方法。
That is, the present invention provides the following [1] to [4].
[1] A plating layer including at least a part of the surface of the steel plate including at least one layer selected from the group consisting of a Ni layer, a Sn layer, a Ni—Fe alloy layer, a Fe—Sn—Ni alloy layer, and a Fe—Sn alloy layer. A coating containing Ti on the surface of the plated steel sheet on the plating layer side by subjecting the coated steel sheet to cathodic electrolysis in a treatment liquid containing hexafluorotitanic acid and / or a salt thereof. to form a method of manufacturing a container for a steel sheet, F in the treatment solution by the cathode electrolytic treatment - when increasing the concentration, the addition of titanium hydroxide during the treatment solution, the production of containers for steel Method.
[2] The content of the hexafluorotitanic acid and / or salt thereof in the treatment liquid is 0.004 to 0.400 mol / L in terms of hexafluorotitanate ion (TiF 6 2− ). The method for producing a steel plate for containers according to the above [1].
[3] The treatment liquid further contains a Ni component, and the content of the Ni component in the treatment liquid is 0.002 to 0.040 mol / L in terms of Ni ions (Ni 2+ ). The manufacturing method of the steel plate for containers as described in said [1] or [2].
At least selected from the group consisting of - [4] the processing liquid, further, K +, and at least one cation selected from the group consisting of Na + and NH 4 +, SO 4 2-, NO 3 - and Cl One of the above [1] to [3], which contains a salt composed of a combination with one kind of anion, and the content of the salt in the treatment liquid is 0.1 to 100 in terms of a molar ratio to Ti. The manufacturing method of the steel plate for containers of description.

本発明によれば、長時間連続して陰極電解処理を行なう場合にもTi付着量の減少を抑制できる容器用鋼板の製造方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the steel plate for containers which can suppress the reduction | decrease of Ti adhesion amount also when performing a cathodic electrolysis process continuously for a long time can be provided.

[本発明の概要]
上述したように、Ti成分として六フッ化チタン酸および/またはその塩を含む処理液中で長時間連続して陰極電解処理を行なうと、得られる皮膜のTi付着量が次第に減少する場合がある。この現象は、以下のように説明することができる。
[Outline of the present invention]
As described above, when the cathodic electrolytic treatment is continuously performed for a long time in a treatment liquid containing hexafluorotitanic acid and / or a salt thereof as a Ti component, the Ti adhesion amount of the obtained film may gradually decrease. . This phenomenon can be explained as follows.

まず、陰極電解処理によって、鋼板の表面では、水素発生に伴うpH上昇が生じる(下記式(1)参照)。その結果、鋼板と処理液との界面におけるpHが上昇し、処理液中の六フッ化チタン酸イオン(フルオロチタン酸イオン)(TiF6 2-)が、脱F-を行ないながら水酸化チタン(Ti(OH)4)を生じる(下記式(2)参照)。この水酸化チタンが、鋼板の表面に沈殿し、その後の洗浄、乾燥により脱水縮合を経て、Ti含有皮膜へと変化する。
2H2O+2e-→H2+2OH-…(1)
TiF6 2-+4OH-→Ti(OH)4+6F-…(2)
First, the cathodic electrolysis treatment causes a pH increase associated with hydrogen generation on the surface of the steel sheet (see the following formula (1)). As a result, pH is increased at the interface between the steel sheet and the processing liquid, hexafluoro titanic acid ion (fluoro titanic acid ion) in the treatment liquid (TiF 6 2-) is de-F - the performed while titanium hydroxide ( Ti (OH) 4 ) is formed (see the following formula (2)). This titanium hydroxide precipitates on the surface of the steel sheet, and then undergoes dehydration condensation by washing and drying, and changes to a Ti-containing film.
2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH (1)
TiF 6 2− + 4OH → Ti (OH) 4 + 6F (2)

しかし、水酸化チタン生成反応(上記式(2)参照)の際に生じるF-が長時間電解により処理液中に蓄積されると、水酸化チタン生成反応速度が低下する。このため、同じ電解条件で処理した場合、水酸化チタンの生成量が減少し、皮膜のTi付着量が減少する。 However, if F generated during the titanium hydroxide formation reaction (see the above formula (2)) is accumulated in the treatment liquid by electrolysis for a long time, the titanium hydroxide formation reaction rate decreases. For this reason, when it processes on the same electrolysis conditions, the production amount of titanium hydroxide decreases and the Ti adhesion amount of a film | membrane reduces.

したがって、Ti成分(六フッ化チタン酸および/またはその塩)を含む処理液中で長時間連続して陰極電解処理を行なう際、皮膜のTi付着量減少を抑制するためには、処理液中のF-を除去または捕捉する必要がある。また、連続処理によって、処理液中のTi成分は、皮膜として処理液から取り除かれていくので、適宜補給することが好ましい。 Therefore, when performing cathodic electrolytic treatment continuously in a treatment solution containing a Ti component (hexafluorotitanic acid and / or its salt) for a long time, It is necessary to remove or trap the F of the. Further, the Ti component in the treatment liquid is removed from the treatment liquid as a film by continuous treatment, and therefore it is preferable to replenish appropriately.

そこで、本発明者らは、上記メカニズムを考慮して、長時間連続運転中の処理液に、水酸化チタン(Ti(OH)4)を添加した。これにより、上記式(2)の逆反応を促進させて、処理液中のF-を捕捉し、かつ、六フッ化チタン酸イオン(TiF6 2-)を生じさせることで、皮膜のTi付着量減少を抑制できることを見出し、本発明を完成させた。 In view of the above mechanism, the present inventors have added titanium hydroxide (Ti (OH) 4 ) to the treatment liquid during continuous operation for a long time. This promotes the reverse reaction of the above formula (2), captures F in the treatment liquid, and generates hexafluorotitanate ions (TiF 6 2− ), thereby forming Ti adhesion on the film. The present inventors have found that the decrease in the amount can be suppressed and completed the present invention.

なお、本発明者らは、下記式(3)および(4)で表されるような反応を期待して、水酸化チタン(Ti(OH)4)に代えて、例えば特許文献3に「フッ素イオン回収材」として開示されているメタチタン酸(TiO(OH)2)を用いることを試みた(なお、特許文献3において、「フッ素イオン回収材」は「水酸化チタンゲル」からなる旨が記載されているが、「TiOSO4・xH2O」から製造していることを鑑みると、実際に得られているのは、水酸化チタン(Ti(OH)4)ではなく、メタチタン酸(TiO(OH)2)である)。しかしながら、メタチタン酸は、処理液中には完全に溶解せず、皮膜のTi付着量減少を抑制する効果は十分に得られなかった。
TiO(OH)2+2F-→TiOF2+2OH-…(3)
TiOF2+4F-+H2O→TiF6 2-+2OH-…(4)
In addition, the present inventors expect the reaction represented by the following formulas (3) and (4), and instead of titanium hydroxide (Ti (OH) 4 ), for example, Patent Document 3 discloses “fluorine”. An attempt was made to use metatitanic acid (TiO (OH) 2 ) disclosed as “ion recovery material” (in Patent Document 3, it is described that “fluorine ion recovery material” consists of “titanium hydroxide gel”. However, considering that it is manufactured from “TiOSO 4 .xH 2 O”, what is actually obtained is not titanium hydroxide (Ti (OH) 4 ) but metatitanic acid (TiO (OH ) 2 )). However, metatitanic acid was not completely dissolved in the treatment liquid, and the effect of suppressing a decrease in the amount of Ti adhered to the film was not sufficiently obtained.
TiO (OH) 2 + 2F → TiOF 2 + 2OH (3)
TiOF 2 + 4F + H 2 O → TiF 6 2− + 2OH (4)

上記メカニズムは推定であり、上記メカニズム以外であっても、本発明の範囲内であるとする。   The above mechanism is an estimation, and it is assumed that the mechanism other than the above mechanism is within the scope of the present invention.

以下では、まず、本発明の容器用鋼板の製造方法(以下、「本発明の製造方法」ともいう)によって得られる容器用鋼板(以下、便宜的に「本発明の容器用鋼板」ともいう)を説明した後に、本発明の製造方法について詳細に説明する。   In the following, first, a steel plate for containers obtained by the method for manufacturing a steel plate for containers of the present invention (hereinafter also referred to as “the manufacturing method of the present invention”) (hereinafter also referred to as “the steel plate for containers of the present invention” for convenience). After the description, the production method of the present invention will be described in detail.

[容器用鋼板]
本発明の容器用鋼板は、概略的には、めっき鋼板と、めっき鋼板のめっき層側の表面上に配置された皮膜とを有する。以下、めっき鋼板および皮膜の具体的な態様を詳述する。
[Steel plate for containers]
The steel plate for containers of the present invention generally has a plated steel plate and a film disposed on the surface of the plated steel plate on the plating layer side. Hereinafter, specific embodiments of the plated steel sheet and the coating will be described in detail.

〔めっき鋼板〕
めっき鋼板は、鋼板と、鋼板の表面の少なくとも一部を覆うめっき層とを有する。
素材の鋼板としては、一般的な缶用の鋼板を使用できる。めっき層は、連続層であってもよいし、不連続の島状であってもよい。また、めっき層は、鋼板の少なくとも片面に設けられていればよく、両面に設けられていてもよい。めっき層の形成は、含有される金属元素に応じた公知の方法で行える。
以下に、鋼板およびめっき層の好適態様について詳述する。
[Plated steel sheet]
The plated steel sheet includes a steel sheet and a plating layer that covers at least a part of the surface of the steel sheet.
As a raw steel plate, a general steel plate for cans can be used. The plating layer may be a continuous layer or a discontinuous island shape. Moreover, the plating layer should just be provided in the at least single side | surface of the steel plate, and may be provided in both surfaces. The plating layer can be formed by a known method according to the contained metal element.
Below, the suitable aspect of a steel plate and a plating layer is explained in full detail.

〈鋼板〉
鋼板の種類は特に限定されない。通常、容器材料として使用される鋼板(例えば、低炭素鋼板、極低炭素鋼板)を用いることができる。この鋼板の製造方法、材質なども特に限定されない。通常の鋼片製造工程から熱間圧延、酸洗、冷間圧延、焼鈍、調質圧延等の工程を経て製造される。
鋼板は、必要に応じて、その表面にニッケル含有層(Ni含有層)を形成したものを用い、このNi含有層上に後述するSn層を含むめっき層を形成してもよい。Ni含有層を有する鋼板を用いてSnめっきを施すことにより、島状Snを含むめっき層を形成することできる。その結果、溶接性が向上する。
Ni含有層としてはニッケルが含まれていればよい。例えば、Niめっき層(Ni層)、Ni−Fe合金層などが挙げられる。
鋼板にNi含有層を付与する方法は特に限定されない。例えば、公知の電気めっきなどの方法が挙げられる。また、Ni含有層としてNi−Fe合金層を付与する場合、電気めっきなどにより鋼板表面上にNi付与後、焼鈍することにより、鋼中にNiを拡散させ、Ni−Fe合金層を形成できる。
Ni含有層中のNi付着量は特に限定されず、片面当たりの金属Ni換算量として50〜2000mg/m2が好ましい。上記範囲内であれば、コスト面でも有利となる。
なお、Ni付着量は、蛍光X線により表面分析して測定できる。この場合、Ni付着量既知のNi付着サンプルを用いて、Ni付着量に関する検量線をあらかじめ特定しておき、同検量線を用いて相対的にNi付着量を特定する。ただし、後述する皮膜がNiを含む場合は、上記の蛍光X線による表面分析によりNi含有層中のNi付着量のみを測定することは困難である。その場合は、Ni含有層中のNi付着量は、蛍光X線により求めたNi付着量から後述する皮膜中に含まれるNi付着量を差し引いて求めることができる。
<steel sheet>
The kind of steel plate is not particularly limited. Usually, a steel plate (for example, a low carbon steel plate or an ultra low carbon steel plate) used as a container material can be used. The manufacturing method and material of the steel plate are not particularly limited. It is manufactured through processes such as hot rolling, pickling, cold rolling, annealing, temper rolling and the like from a normal billet manufacturing process.
If necessary, a steel sheet having a nickel-containing layer (Ni-containing layer) formed on the surface thereof may be used, and a plated layer including an Sn layer described later may be formed on the Ni-containing layer. By performing Sn plating using a steel sheet having a Ni-containing layer, a plating layer containing island-shaped Sn can be formed. As a result, weldability is improved.
The Ni-containing layer only needs to contain nickel. For example, a Ni plating layer (Ni layer), a Ni—Fe alloy layer, and the like can be given.
The method for applying the Ni-containing layer to the steel plate is not particularly limited. For example, a known method such as electroplating can be used. Moreover, when providing a Ni-Fe alloy layer as a Ni-containing layer, Ni can be diffused in the steel by annealing after applying Ni on the steel sheet surface by electroplating or the like, thereby forming a Ni-Fe alloy layer.
The amount of Ni deposited in the Ni-containing layer is not particularly limited, and is preferably 50 to 2000 mg / m 2 as the amount of metal Ni converted on one side. If it is in the said range, it will become advantageous also in terms of cost.
The Ni adhesion amount can be measured by surface analysis with fluorescent X-rays. In this case, a calibration curve related to the Ni adhesion amount is specified in advance using a Ni adhesion sample with a known Ni adhesion amount, and the Ni adhesion amount is relatively specified using the calibration curve. However, when the film to be described later contains Ni, it is difficult to measure only the amount of Ni deposited in the Ni-containing layer by the surface analysis using the fluorescent X-ray. In that case, the Ni adhesion amount in the Ni-containing layer can be obtained by subtracting the Ni adhesion amount contained in the film described later from the Ni adhesion amount obtained by fluorescent X-rays.

〈めっき層〉
めっき鋼板は、鋼板表面の少なくとも一部に、Ni層、Sn層、Ni−Fe合金層、Fe−Sn−Ni合金層およびFe−Sn合金層からなる群から選ばれる少なくとも1層を含むめっき層を有する。このめっき層は鋼板の少なくとも片面に設けられていればよく、両面に設けられていてもよい。また、めっき層は、鋼板表面上の少なくとも一部を覆う層であり、連続層であってもよいし、不連続の島状であってもよい。
めっき層の鋼板片面当たりのSn付着量は、0.1〜15.0g/m2が好ましい。Sn付着量が上記範囲内であれば、容器用鋼板の耐食性がより優れる。0.2〜15.0g/m2がより好ましい。
なお、Sn付着量は、蛍光X線により表面分析して測定できる。蛍光X線の場合、Sn量既知のSn付着量サンプルを用いて、Sn量に関する検量線をあらかじめ特定しておき、同検量線を用いて相対的にSn量を特定する。
<Plating layer>
The plated steel sheet includes a plated layer including at least one layer selected from the group consisting of a Ni layer, a Sn layer, a Ni—Fe alloy layer, a Fe—Sn—Ni alloy layer, and a Fe—Sn alloy layer on at least a part of the surface of the steel plate. Have The plating layer only needs to be provided on at least one side of the steel plate, and may be provided on both sides. Moreover, a plating layer is a layer which covers at least one part on the steel plate surface, A continuous layer may be sufficient and a discontinuous island shape may be sufficient as it.
The Sn adhesion amount per one side of the steel sheet of the plating layer is preferably 0.1 to 15.0 g / m 2 . When the Sn adhesion amount is within the above range, the corrosion resistance of the steel plate for containers is more excellent. 0.2-15.0 g / m < 2 > is more preferable.
Note that the Sn adhesion amount can be measured by surface analysis using fluorescent X-rays. In the case of fluorescent X-rays, a calibration curve relating to the Sn amount is specified in advance using a Sn adhesion amount sample with a known Sn amount, and the Sn amount is relatively specified using the calibration curve.

めっき層としては、Snをめっきして得られる錫単体のめっき層であるSn層からなるめっき層のほか、Snめっき後通電加熱などによりSnを加熱溶融させて得られる、Sn層の最下層(Sn層/鋼板界面)にFe−Sn合金層が一部形成されためっき層も挙げられる。
また、めっき層としては、Ni含有層を表面に有する鋼板に対してSnめっきを行ない、さらに通電加熱などによりSnを加熱溶融させて得られる、Sn層の最下層(Sn層/鋼板界面)にFe−Sn−Ni合金層、Fe−Sn合金層などが一部形成されためっき層も挙げられる。
なお、本発明においては、上述したNi含有層(Ni層、Ni−Fe合金層)も、めっき鋼板のめっき層に含まれるものとする。
As a plating layer, in addition to a plating layer composed of a Sn layer that is a plating layer of a single tin obtained by plating Sn, the lowermost layer of the Sn layer obtained by heating and melting Sn by means of energization heating after Sn plating ( A plating layer in which a part of the Fe—Sn alloy layer is formed on the (Sn layer / steel plate interface) is also exemplified.
Moreover, as a plating layer, Sn plating is performed on a steel sheet having a Ni-containing layer on the surface, and Sn is heated and melted by current heating or the like, and is formed on the lowermost layer (Sn layer / steel sheet interface) of the Sn layer. Examples thereof include a plating layer in which an Fe—Sn—Ni alloy layer, an Fe—Sn alloy layer, etc. are partially formed.
In the present invention, the aforementioned Ni-containing layer (Ni layer, Ni—Fe alloy layer) is also included in the plated layer of the plated steel sheet.

めっき層の製造方法としては、周知の方法(例えば、電気めっき法や溶融したSnに浸漬してめっきする方法)が挙げられる。
例えば、フェノールスルフォン酸Snめっき浴、メタンスルフォン酸Snめっき浴、またはハロゲン系Snめっき浴を用い、片面あたりの付着量が所定量となるように鋼板表面にSnを電気めっきする。その後、Snの融点(231.9℃)以上の温度で加熱溶融処理を行なって、Sn単体のめっき層(Sn層)の最下層(Sn層/鋼板界面)を合金化しFe−Sn合金層を形成しためっき層を製造できる。加熱溶融処理を省略した場合、Sn単体のめっき層(Sn層)を製造できる。
また、鋼板がその表面上にNi含有層を有する場合、Ni含有層上にSnめっき後、加熱溶融処理を行なうと、Sn単体のめっき層(Sn層)の最下層(Sn層/鋼板界面)が合金化しFe−Sn−Ni合金層、Fe−Sn合金層などが形成される。
Examples of the method for producing the plating layer include a known method (for example, an electroplating method or a method of plating by immersing in molten Sn).
For example, a phenol sulfonic acid Sn plating bath, a methane sulfonic acid Sn plating bath, or a halogen-based Sn plating bath is used, and Sn is electroplated on the surface of the steel sheet so that the adhesion amount per one surface becomes a predetermined amount. Thereafter, a heat melting treatment is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of Sn (231.9 ° C.) to alloy the lowermost layer (Sn layer / steel plate interface) of the Sn single layer (Sn layer / steel plate interface) to form the Fe—Sn alloy layer. The formed plating layer can be manufactured. When the heat melting treatment is omitted, a Sn single plating layer (Sn layer) can be manufactured.
In addition, when the steel sheet has a Ni-containing layer on its surface, the lowermost layer (Sn layer / steel sheet interface) of the plating layer of Sn alone (Sn layer) is obtained by performing a heat melting treatment after Sn plating on the Ni-containing layer. Are alloyed to form an Fe—Sn—Ni alloy layer, an Fe—Sn alloy layer, or the like.

〔皮膜〕
次に、上述しためっき鋼板のめっき層側の表面上に配置される皮膜について説明する。皮膜は、概略的には、Ti(チタニウム元素)を含有する皮膜であり、後述する処理液を用いて形成される。
[Coating]
Next, the film | membrane arrange | positioned on the surface by the side of the plating layer of the plated steel plate mentioned above is demonstrated. The film is generally a film containing Ti (titanium element), and is formed using a treatment liquid described later.

〈Ti〉
皮膜は、めっき鋼板の片面あたりのTi換算の付着量(以下、「Ti付着量」ともいう)が、2.5〜30.0mg/m2であることが好ましく、5.0〜30.0mg/m2がより好ましく、7.0〜30.0mg/m2がさらに好ましい。
<Ti>
The coating preferably has a Ti equivalent adhesion amount (hereinafter also referred to as “Ti adhesion amount”) per side of the plated steel sheet of 2.5 to 30.0 mg / m 2 , and 5.0 to 30.0 mg. / M 2 is more preferable, and 7.0 to 30.0 mg / m 2 is more preferable.

〈Ni〉
皮膜はさらにNi(ニッケル元素)を含有していてもよい。この場合、皮膜は、めっき鋼板の片面あたりのNi換算の付着量(以下、「Ni付着量」ともいう)が、0.1〜20.0mg/m2であることが好ましく、0.1〜15.0mg/m2がより好ましく、0.1〜10.0mg/m2がさらに好ましい。
<Ni>
The film may further contain Ni (nickel element). In this case, the coating preferably has an Ni conversion amount (hereinafter also referred to as “Ni adhesion amount”) of 0.1 to 20.0 mg / m 2 per side of the plated steel sheet, more preferably 15.0 mg / m 2, more preferably 0.1 to 10.0 mg / m 2.

皮膜中のTi、Ni等は、それぞれ、各種のチタン化合物、ニッケル化合物として含まれ、これら化合物の種類や態様は特に限定されない。   Ti, Ni, and the like in the film are included as various titanium compounds and nickel compounds, respectively, and the types and aspects of these compounds are not particularly limited.

Ti付着量およびNi付着量は、蛍光X線による表面分析により測定する。
なお、蛍光X線分析は、例えば、下記条件により実施される。
・装置:リガク社製蛍光X線分析装置System3270
・測定径:30mm
・測定雰囲気:真空
・スペクトル:Ti−Kα、Ni−Kα
・スリット:COARSE
・分光結晶:TAP
上記条件により測定した皮膜の蛍光X線分析のTi−Kα、Ni−Kαのピークカウント数を用いる。付着量既知の標準サンプルを用いて、Ti付着量およびNi付着量に関する検量線をあらかじめ特定しておき、同検量線を用いて相対的にTi付着量およびNi付着量を求める。
Ti adhesion amount and Ni adhesion amount are measured by surface analysis using fluorescent X-rays.
Note that the fluorescent X-ray analysis is performed, for example, under the following conditions.
Apparatus: X-ray fluorescence analyzer System 3270 manufactured by Rigaku Corporation
・ Measurement diameter: 30 mm
・ Measurement atmosphere: Vacuum ・ Spectrum: Ti-Kα, Ni-Kα
・ Slit: COARSE
-Spectral crystal: TAP
The peak count numbers of Ti-Kα and Ni-Kα in the fluorescent X-ray analysis of the film measured under the above conditions are used. Using a standard sample with a known adhesion amount, a calibration curve relating to the Ti adhesion amount and the Ni adhesion amount is specified in advance, and the Ti adhesion amount and the Ni adhesion amount are relatively determined using the calibration curve.

ただし、めっき層がNiを含む場合は、上記の蛍光X線による表面分析により皮膜中に含まれるNi付着量のみを測定することは困難である。
その場合は、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)または透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)による断面観察とグロー放電発光分析とを併用することで、皮膜中に含まれるNi付着量とめっき層中に含まれるNi量とを区別できる。
具体的には、皮膜およびめっき層の断面を収束イオンビーム(Focused Ion Beam:FIB)加工により露出させ、SEMまたはTEMによる断面観察から皮膜の厚さを算出する。次いで、グロー放電発光分析によるスパッタリング深さとスパッタリング時間との関係を求める。その後、皮膜の厚さに相当するスパッタリング時間までのグロー放電発光分析のNi元素による発光カウント積算値を求める。このNi元素による発光カウント積算値から、あらかじめ求めておいた検量線を用いて、Ni付着量を求めることができる。
ここで、検量線は以下の方法で作成する。
まず、Niを含まないめっき層上にNiを含む皮膜を有する、Ni付着量の異なる複数のサンプルについてグロー放電発光分析し、Ni元素による発光カウントが検出されなくなるスパッタリング時間までのカウント積算値を求める。次いでこれらのサンプルのNi付着量を蛍光X線による表面分析により求める。このようにして、グロー放電発光分析によるNiカウント積算値とNi付着量との検量線を作成する。
However, when the plating layer contains Ni, it is difficult to measure only the Ni adhesion amount contained in the film by the surface analysis using the fluorescent X-ray.
In that case, the amount of Ni contained in the coating is obtained by using both cross-sectional observation with a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM) and glow discharge emission analysis. And the amount of Ni contained in the plating layer can be distinguished.
Specifically, the cross section of the coating and the plating layer is exposed by focused ion beam (FIB) processing, and the thickness of the coating is calculated from cross-sectional observation by SEM or TEM. Next, the relationship between the sputtering depth and the sputtering time by glow discharge emission analysis is obtained. Thereafter, the integrated value of emission count by Ni element in the glow discharge emission analysis up to the sputtering time corresponding to the thickness of the film is obtained. From the integrated emission count value of the Ni element, the Ni adhesion amount can be obtained using a calibration curve obtained in advance.
Here, the calibration curve is created by the following method.
First, glow discharge emission analysis is performed on a plurality of samples having a coating film containing Ni on a plating layer not containing Ni and having different Ni adhesion amounts, and a count integrated value up to a sputtering time at which no emission count due to Ni element is detected is obtained. . Next, the Ni adhesion amount of these samples is obtained by surface analysis using fluorescent X-rays. In this way, a calibration curve between the Ni count integrated value and the Ni adhesion amount by glow discharge emission analysis is created.

[容器用鋼板の製造方法]
次に、本発明の容器用鋼板の製造方法(本発明の製造方法)について説明する。
本発明の製造方法は、後述する皮膜形成工程を少なくとも備える方法である。
[Manufacturing method of steel plate for containers]
Next, the manufacturing method (the manufacturing method of this invention) of the steel plate for containers of this invention is demonstrated.
The production method of the present invention is a method comprising at least a film forming step described later.

〔皮膜形成工程〕
皮膜形成工程は、めっき鋼板を後述する処理液(以下、便宜的に「本発明の処理液」ともいう)中に浸漬させて、めっき鋼板に対して、本発明の処理液中で陰極電解処理を施すことにより、めっき鋼板のめっき層側の表面上に、上述した皮膜を形成する工程である。
以下に、使用される本発明の処理液および陰極電解処理の条件などについて詳述する。
[Film formation process]
In the film forming step, the plated steel sheet is immersed in a treatment liquid described below (hereinafter also referred to as “treatment liquid of the present invention” for convenience), and the plated steel sheet is subjected to cathodic electrolytic treatment in the treatment liquid of the present invention. Is a step of forming the above-described film on the surface of the plated steel sheet on the plating layer side.
Hereinafter, the treatment liquid of the present invention used, the conditions of the cathode electrolytic treatment, and the like will be described in detail.

〈処理液〉
本発明の処理液は、上述した皮膜にTi(チタニウム元素)を供給するためのTi成分(Ti化合物)を含有する。
このTi成分は、チタンフッ化水素酸(H2TiF6)および/またはその塩を含む。チタンフッ化水素酸の塩としては、例えば、六フッ化チタン酸カリウム(K2TiF6)、六フッ化チタン酸ナトリウム(Na2TiF6)、六フッ化チタン酸アンモニウム((NH42TiF6)等が挙げられる。
本発明の処理液におけるチタンフッ化水素酸および/またはその塩の含有量は、六フッ化チタン酸イオン(TiF6 2-)に換算した量で、0.004〜0.400mol/Lが好ましく、0.020〜0.200mol/Lがより好ましい。
<Processing liquid>
The treatment liquid of the present invention contains a Ti component (Ti compound) for supplying Ti (titanium element) to the above-described film.
The Ti component includes titanium hydrofluoric acid (H 2 TiF 6 ) and / or a salt thereof. Examples of the titanium hydrofluoric acid salt include potassium hexafluorotitanate (K 2 TiF 6 ), sodium hexafluorotitanate (Na 2 TiF 6 ), and ammonium hexafluorotitanate ((NH 4 ) 2 TiF). 6 ).
The content of titanium hydrofluoric acid and / or a salt thereof in the treatment liquid of the present invention is preferably 0.004 to 0.400 mol / L in terms of hexafluorotitanate ion (TiF 6 2− ), 0.020 to 0.200 mol / L is more preferable.

また、本発明の処理液は、上述した皮膜にNi(ニッケル元素)を供給するためのNi成分(Ni化合物)を含有できる。
このNi成分としては、特に限定されないが、硫酸ニッケル(NiSO4)、硫酸ニッケル六水和物、塩化ニッケル(NiCl2)、塩化ニッケル六水和物などが挙げられる。
本発明の処理液におけるNi成分の含有量は、特に限定されないが、Niイオン(Ni2+)に換算した量で、0.002〜0.040mol/Lが好ましく、0.004〜0.020mol/Lがより好ましい。
Further, the treatment liquid of the present invention can contain a Ni component (Ni compound) for supplying Ni (nickel element) to the above-described film.
As the Ni component is not particularly limited, nickel sulfate (NiSO 4), nickel sulfate hexahydrate, nickel chloride (NiCl 2), etc. nickel chloride hexahydrate and the like.
The content of the Ni component in the treatment liquid of the present invention is not particularly limited, but is 0.002 to 0.040 mol / L, preferably 0.004 to 0.020 mol / L, in terms of Ni ion (Ni 2+ ). L is more preferable.

さらに、本発明の処理液は、K+、Na+およびNH4 +からなる群から選ばれる少なくとも1種のカチオンと、SO4 2-、NO3 -およびCl-からなる群から選ばれる少なくとも1種のアニオンとの組み合わせからなる塩(伝導助剤)を含有してもよい。
本発明の処理液における上記塩(伝導助剤)の含有量は、例えば、Tiに対するモル比で0.1〜100である。
本発明の処理液が上記塩を含有することで、処理液の液抵抗を低下させることができ、例えば、比較的高い電流密度で皮膜を形成することができる。
Further, the treatment liquid of the present invention, K +, and at least one cation selected from the group consisting of Na + and NH 4 +, SO 4 2-, NO 3 - and Cl - at least one selected from the group consisting of You may contain the salt (conducting aid) which consists of a combination with a seed | species anion.
Content of the said salt (conducting aid) in the processing liquid of this invention is 0.1-100 in the molar ratio with respect to Ti, for example.
When the treatment liquid of the present invention contains the salt, the liquid resistance of the treatment liquid can be reduced, and for example, a film can be formed with a relatively high current density.

本発明の処理液の溶媒としては、通常水が使用されるが、有機溶媒を併用してもよい。
本発明の処理液のpHは、特に限定されないが、pH2.0〜5.0が好ましい。この範囲内であれば、処理時間を短くでき、かつ、処理液の安定性に優れる。pHの調整には公知の酸成分(例えば、リン酸、硫酸)またはアルカリ成分(例えば、水酸化ナトリウム、アンモニア水)を使用できる。
本発明の処理液には、必要に応じて、ラウリル硫酸ナトリウム、アセチレングリコールなどの界面活性剤が含まれていてもよい。また、付着挙動の経時的な安定性の観点から、本発明の処理液には、ピロリン酸塩などの縮合リン酸塩が含まれていてもよい。
本発明の処理液の液温は、20〜80℃が好ましく、40〜60℃がより好ましい。
As the solvent for the treatment liquid of the present invention, water is usually used, but an organic solvent may be used in combination.
Although the pH of the processing liquid of this invention is not specifically limited, pH 2.0-5.0 are preferable. Within this range, the treatment time can be shortened and the stability of the treatment liquid is excellent. For adjusting the pH, a known acid component (for example, phosphoric acid, sulfuric acid) or an alkali component (for example, sodium hydroxide, aqueous ammonia) can be used.
The treatment liquid of the present invention may contain a surfactant such as sodium lauryl sulfate or acetylene glycol as necessary. Further, from the viewpoint of the stability of the adhesion behavior over time, the treatment liquid of the present invention may contain a condensed phosphate such as pyrophosphate.
20-80 degreeC is preferable and, as for the liquid temperature of the processing liquid of this invention, 40-60 degreeC is more preferable.

〈陰極電解処理〉
陰極電解処理を施す際の電解電流密度(電流密度)は、20.0〜100.0A/dm2が好ましく、25.0〜100.0A/dm2がより好ましく、30.0〜100.0A/dm2がさらに好ましい。電流密度が上記範囲内であれば、形成される皮膜中のTiおよびNiが適量となって、かつ、鋼板界面のOH-イオン濃度を増加させ、TiF6 2-イオンの加水分解反応を促進し、その後の脱水縮合による皮膜の架橋を効率良く進行させ、皮膜が高分子量化し、各種性能が優れる。
陰極電解処理の通電時間は、上記と同様の理由から、0.01〜5秒が好ましく、0.03〜2秒がより好ましい。
陰極電解処理の際の電気量密度(単位:C/dm2)は、電流密度と通電時間との積であり、適宜設定される。
<Cathode electrolysis treatment>
20.0-100.0 A / dm < 2 > is preferable, and the electrolysis current density (current density) at the time of performing a cathode electrolytic treatment has more preferable 25.0-100.0 A / dm < 2 >, 30.0-100.0 A / Dm 2 is more preferable. If the current density is within the above range, Ti and Ni in the film to be formed will be in appropriate amounts, and the OH ion concentration at the steel plate interface will be increased to promote the hydrolysis reaction of TiF 6 2− ions. Then, the cross-linking of the film by subsequent dehydration condensation proceeds efficiently, the film becomes high molecular weight, and various performances are excellent.
The energization time for the cathodic electrolysis treatment is preferably 0.01 to 5 seconds, and more preferably 0.03 to 2 seconds, for the same reason as described above.
The quantity of electricity (unit: C / dm 2 ) during cathodic electrolysis is the product of the current density and the energization time, and is appropriately set.

なお、長時間連続して陰極電解処理する場合において、その処理時間(連続電解処理時間)は、例えば、2〜24時間である。   In addition, when performing cathodic electrolysis processing continuously for a long time, the processing time (continuous electrolysis processing time) is 2 to 24 hours, for example.

〈水酸化チタンおよびその添加〉
長時間連続して陰極電解処理を行なう場合等において、陰極電解処理を行なっている間、本発明の処理液中のF-濃度を、Fイオンメーター等でモニターする。
そして、陰極電解処理を行なうことによって、本発明の処理液中のF-濃度が、例えば陰極電解処理を開始する前の値等の所定値よりも増加した場合には、本発明の処理液中に水酸化チタン(Ti(OH)4)を添加する。すなわち、本発明の処理液中のF-を捕捉し、かつ、六フッ化チタン酸イオン(TiF6 2-)を生じさせる。こうして、皮膜のTi付着量の減少を抑制する。
<Titanium hydroxide and its addition>
When the cathodic electrolysis is performed continuously for a long period of time, the F concentration in the treatment liquid of the present invention is monitored with an F ion meter or the like during the cathodic electrolysis.
When the cathodic electrolysis is performed and the F concentration in the treatment liquid of the present invention is increased from a predetermined value such as a value before starting the cathodic electrolysis, for example, in the treatment liquid of the present invention. To this is added titanium hydroxide (Ti (OH) 4 ). That is, F in the treatment liquid of the present invention is captured and hexafluorotitanate ions (TiF 6 2− ) are generated. Thus, a decrease in the amount of Ti adhered to the film is suppressed.

水酸化チタンは、市販品を使用してもよいし、Ti化合物(例えば、四塩化チタン、硫酸チタン、チタンアルコキシド、シュウ酸チタニルアンモニウム、シュウ酸チタニルカリウム二水和物、チタンラクテートなど)と、アルカリ(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなど)との中和反応から調製してもよい。   As the titanium hydroxide, a commercially available product may be used, or a Ti compound (for example, titanium tetrachloride, titanium sulfate, titanium alkoxide, titanyl ammonium oxalate, potassium titanyl oxalate dihydrate, titanium lactate, etc.) You may prepare from the neutralization reaction with alkalis (for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, etc.).

例えば、水酸化チタンを、硫酸チタンと水酸化カリウムとの中和反応で調製する場合、その反応式は、下記式(5)で表される。この場合、水酸化チタンと共に得られる塩(K2SO4)は、上述した、本発明の処理液が含有してもよい塩(伝導助剤)に相当するため、除去する必要がなく、好ましい。
Ti(SO42+4KOH→Ti(OH)4+2K2SO4…(5)
For example, when preparing titanium hydroxide by neutralization reaction of titanium sulfate and potassium hydroxide, the reaction formula is represented by the following formula (5). In this case, the salt (K 2 SO 4 ) obtained together with titanium hydroxide corresponds to the above-described salt (conducting aid) that may be contained in the treatment liquid of the present invention. .
Ti (SO 4 ) 2 + 4KOH → Ti (OH) 4 + 2K 2 SO 4 (5)

なお、水酸化チタン(Ti(OH)4)は、非常に不安定で、メタチタン酸(TiO(OH)2)に変化しやすい(下記式(6)参照)ことから、本発明の処理液に添加する直前に調製し、調製後すぐに添加することが好ましい。
Ti(OH)4→TiO(OH)2+H2O…(6)
Titanium hydroxide (Ti (OH) 4 ) is very unstable and easily changes to metatitanic acid (TiO (OH) 2 ) (see the following formula (6)). It is preferable to prepare immediately before the addition and to add immediately after the preparation.
Ti (OH) 4 → TiO (OH) 2 + H 2 O (6)

〈水洗および乾燥〉
皮膜中に含まれるFを低減させる観点から、陰極電解処理の後に、水洗処理を行なうことが好ましい。水洗処理の方法は特に限定されない。例えば、連続ラインで製造を行なう場合、処理液タンクの後に水洗タンクを設け、陰極電解処理後に連続して水に浸漬する方法などが挙げられる。水洗処理に用いる水の温度(水温)は、40〜90℃が好ましい。
このとき、水洗時間は、水洗処理による効果がより優れるという理由から、0.5秒超が好ましく、1.0〜5.0秒がより好ましい。
さらに、水洗処理に代えて、または、水洗処理の後に、乾燥を行なってもよい。乾燥の際の温度および方式は特に限定されない。例えば、通常のドライヤーや電気炉を適用できる。乾燥処理の際の温度としては、100℃以下が好ましい。
<Washing and drying>
From the viewpoint of reducing F contained in the film, it is preferable to perform a water washing treatment after the cathodic electrolysis treatment. The method for the water washing treatment is not particularly limited. For example, when manufacturing by a continuous line, the method of providing a water-washing tank after a process liquid tank and immersing continuously in water after a cathodic electrolysis process etc. are mentioned. As for the temperature (water temperature) of the water used for a water-washing process, 40-90 degreeC is preferable.
At this time, the washing time is preferably more than 0.5 seconds and more preferably 1.0 to 5.0 seconds because the effect of the washing treatment is more excellent.
Further, drying may be performed in place of the water washing treatment or after the water washing treatment. The temperature and method for drying are not particularly limited. For example, a normal dryer or an electric furnace can be applied. The temperature during the drying treatment is preferably 100 ° C. or lower.

〔前処理工程〕
本発明の製造方法は、上述した皮膜形成工程の前に、以下に説明する前処理工程を備えていてもよい。
前処理工程は、アルカリ性水溶液(特に、炭酸ナトリウム水溶液)中で、めっき鋼板に陰極電解処理を施す工程である。
通常、めっき層の形成時にその表面は酸化されて、錫酸化物が形成される。このめっき鋼板に対して、陰極電解処理を施すことにより、不要な錫酸化物を除去して、錫酸化物量を調整できる。
前処理工程の陰極電解処理の際に使用される溶液としては、アルカリ性水溶液(例えば、炭酸ナトリウム水溶液)が挙げられる。アルカリ性水溶液中のアルカリ成分(例えば、炭酸ナトリウム)の濃度は特に限定されないが、錫酸化物の除去がより効率的に進行する点から、5〜15g/Lが好ましく、8〜12g/Lがより好ましい。
陰極電解処理の際のアルカリ性水溶液の液温は特に限定されないが、40〜60℃が好ましい。陰極電解処理の電解条件(電流密度、電解時間)は、適宜調整される。なお、陰極電解処理の後に、必要に応じて、水洗処理を施してもよい。
[Pretreatment process]
The manufacturing method of this invention may be equipped with the pre-processing process demonstrated below before the film formation process mentioned above.
The pretreatment step is a step of subjecting the plated steel plate to cathodic electrolysis in an alkaline aqueous solution (particularly, an aqueous sodium carbonate solution).
Usually, when the plating layer is formed, its surface is oxidized to form a tin oxide. By subjecting this plated steel sheet to cathodic electrolysis, unnecessary tin oxide can be removed and the amount of tin oxide can be adjusted.
Examples of the solution used for the cathodic electrolysis in the pretreatment step include an alkaline aqueous solution (for example, an aqueous sodium carbonate solution). The concentration of the alkaline component (for example, sodium carbonate) in the alkaline aqueous solution is not particularly limited, but is preferably 5 to 15 g / L, more preferably 8 to 12 g / L from the viewpoint that removal of tin oxide proceeds more efficiently. preferable.
The temperature of the alkaline aqueous solution during the cathodic electrolysis is not particularly limited, but is preferably 40 to 60 ° C. The electrolysis conditions (current density, electrolysis time) of the cathodic electrolysis are appropriately adjusted. In addition, you may perform a water washing process after a cathode electrolytic process as needed.

本発明の製造方法によって得られる本発明の容器用鋼板は、例えば、食缶、飲料缶などの2ピース缶胴および3ピース缶胴ならびに蓋などの製造に使用される。   The steel plate for containers of the present invention obtained by the production method of the present invention is used, for example, for the production of 2-piece can bodies and 3-piece can bodies such as food cans and beverage cans and lids.

以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.

〈めっき鋼板の製造〉
以下の方法によって、めっき鋼板を製造した。
まず、板厚0.22mmの鋼板(T4原板)を電解脱脂し、ワット浴を用いて第1表に示す片面当たりのNi付着量でニッケルめっき層を両面に形成後、10vol.%H2+90vol.%N2雰囲気中にて700℃で焼鈍してニッケルめっきを拡散浸透させることによりNi−Fe合金層(Ni含有層)を両面に形成した。次いで、Snめっき浴を用い、第1表中に示す片面当たりのSn付着量でSn層を両面に形成した。その後、Snの融点以上で加熱溶融処理を施し、めっき層をT4原板の両面に形成した。このようにして、下層側から順に、Ni−Fe合金層/Fe−Sn−Ni合金層/Sn層からなるめっき層を形成した。
<Manufacture of plated steel sheets>
A plated steel sheet was produced by the following method.
First, a steel plate (T4 original plate) having a thickness of 0.22 mm is electrolytically degreased, and a nickel plating layer is formed on both sides with a Ni adhesion amount per one side shown in Table 1 using a Watt bath, and then 10 vol.% H 2 +90 vol. An Ni—Fe alloy layer (Ni-containing layer) was formed on both surfaces by annealing at 700 ° C. in a .N 2 atmosphere to diffuse and infiltrate the nickel plating. Next, an Sn plating bath was used to form Sn layers on both sides with the Sn adhesion amount per one side shown in Table 1. Thereafter, a heat melting treatment was performed at a melting point of Sn or higher, and plating layers were formed on both surfaces of the T4 original plate. In this way, a plating layer composed of Ni—Fe alloy layer / Fe—Sn—Ni alloy layer / Sn layer was formed in order from the lower layer side.

〈容器用鋼板の作製〉
以下に示す前処理工程および皮膜形成工程を経て、容器用鋼板を作製した。
<Manufacture of steel plates for containers>
The steel plate for containers was produced through the pre-processing process shown below and a film formation process.

《前処理工程》
まず、浴温50℃、10g/Lの炭酸ナトリウム水溶液中に、上記めっき鋼板を浸漬し、電気量密度が15C/dm2となる条件にて、陰極電解処理を施した。
<< Pretreatment process >>
First, the plated steel sheet was immersed in an aqueous sodium carbonate solution having a bath temperature of 50 ° C. and 10 g / L, and was subjected to cathodic electrolysis under the condition that the electric quantity density was 15 C / dm 2 .

《皮膜形成工程》
次いで、前処理工程を経ためっき鋼板に対して、水洗後、pHを4.0に調整した第1表に示す組成の処理液(溶媒:水)を用いて、第1表に示す条件にて、陰極電解処理を行なった。
なお、皮膜は、鋼板が、処理液中に配置された陽極と正対している間のみ形成され、その時間(=通電時間)は陽極電極長と通板速度によって決まる。本実施例では通板速度を調整することにより通電時間を0.5秒とした。
陰極電解処理後、水洗処理を施して、80℃の温風乾燥を行ない、皮膜を両面に形成した。このようにして、容器用鋼板を作製した。
<Film formation process>
Next, with respect to the plated steel sheet that has undergone the pretreatment process, after washing with water, using the treatment liquid (solvent: water) having the composition shown in Table 1 adjusted to pH 4.0, the conditions shown in Table 1 were used. Cathodic electrolysis treatment was performed.
Note that the coating is formed only while the steel plate is directly facing the anode disposed in the treatment liquid, and the time (= energization time) is determined by the anode electrode length and the plate passing speed. In this embodiment, the energization time was set to 0.5 seconds by adjusting the sheet passing speed.
After the cathodic electrolysis treatment, it was washed with water and dried with warm air at 80 ° C. to form a film on both sides. Thus, the steel plate for containers was produced.

上記皮膜形成工程において、陰極電解処理を行なっている間、Fイオンメーターを用いて処理液中のF-濃度をモニターした。そして、発明例(No.1,4,7および10)では、F-濃度が初期段階の値よりも大きくなった場合には、水酸化チタン(Ti(OH)4)を添加して、F-濃度が初期段階の値となるように調整した。これを、最終段階まで繰り返した。
なお、「初期段階」とは、皮膜形成工程の陰極電解処理を開始してから1分後を意味し、「最終段階」とは、皮膜形成工程の陰極電解処理の終了時点を意味する(以下、同様)。
In the film formation step, the F concentration in the treatment liquid was monitored using an F ion meter during the cathode electrolytic treatment. In the inventive examples (No. 1, 4, 7 and 10), when the F concentration becomes larger than the initial value, titanium hydroxide (Ti (OH) 4 ) is added and F - concentration was adjusted to a value of initial stage. This was repeated until the final stage.
The “initial stage” means one minute after the start of the cathodic electrolysis in the film forming process, and the “final stage” means the end point of the cathodic electrolysis in the film forming process (hereinafter referred to as “the initial stage”). The same).

水酸化チタンは、添加の際に、その都度、調製した。なお、メタチタン酸への変化を避けるために、調製してから3分以内に処理液に添加した。
水酸化チタンの調製には、市販の30質量%硫酸チタン水溶液および2mol/L水酸化カリウム水溶液を用いた。硫酸チタンと水酸化カリウムとの中和反応後、pH4.0に調整して、水酸化チタンが分散した水溶液を得た。
Titanium hydroxide was prepared each time it was added. In addition, in order to avoid the change to metatitanic acid, it added to the processing liquid within 3 minutes after preparation.
For the preparation of titanium hydroxide, a commercially available 30 mass% titanium sulfate aqueous solution and a 2 mol / L potassium hydroxide aqueous solution were used. After neutralization reaction between titanium sulfate and potassium hydroxide, the pH was adjusted to 4.0 to obtain an aqueous solution in which titanium hydroxide was dispersed.

一部の比較例(No.2,5,8および11)では、水酸化チタン(Ti(OH)4)に代えて、市販品のメタチタン酸(TiO(OH)2)を添加した。メタチタン酸の添加のタイミングおよび添加量などは、上記水酸化チタンを添加した例と同様にした。具体的には、No.2はNo.1と同様に、No.5はNo.4と同様に、No.8はNo.7と同様に、No.11はNo.10と同様にした。 In some comparative examples (No. 2, 5, 8, and 11), a commercially available metatitanic acid (TiO (OH) 2 ) was added instead of titanium hydroxide (Ti (OH) 4 ). The timing and amount of addition of metatitanic acid were the same as in the example in which titanium hydroxide was added. Specifically, no. 2 is No.2. As in No. 1, no. 5 is No.5. As in No. 4, No. 8 is No.8. As in No. 7, 11 is No. 11; Same as 10.

別の比較例(No.3,6,9および12)では、水酸化チタンおよびメタチタン酸をいずれも添加しなかった。この場合、下記第1表の「添加剤」の欄には「無し」と記載した。   In another comparative example (No. 3, 6, 9 and 12), neither titanium hydroxide nor metatitanic acid was added. In this case, “None” is described in the “Additives” column of Table 1 below.

また、いずれの例においても、処理液のTi濃度(六フッ化チタン酸イオン(TiF6 2-)濃度)、ならびに、皮膜のTi付着量およびNi付着量を求めた。Ti濃度は、原子吸光光度法を用いて測定した。Ti付着量およびNi付着量は、上述した方法により測定ないし計算した。
皮膜のNi付着量は、いずれの例も、「初期段階」および「最終段階」において、0.1〜2.0mg/m2の範囲内であった。
処理液のTi濃度および皮膜のTi付着量は、下記第1表に示す。
In each example, the Ti concentration (hexafluorotitanate ion (TiF 6 2− ) concentration) of the treatment liquid, and the Ti adhesion amount and Ni adhesion amount of the film were determined. Ti concentration was measured using atomic absorption spectrophotometry. Ti adhesion amount and Ni adhesion amount were measured or calculated by the method described above.
In each example, the Ni adhesion amount of the film was in the range of 0.1 to 2.0 mg / m 2 in the “initial stage” and the “final stage”.
The Ti concentration of the treatment liquid and the Ti adhesion amount of the film are shown in Table 1 below.

〈その他の付記事項〉
下記第1表中の「処理液組成」に関して、六フッ化チタン酸カリウム(分子量:240.08)の含有量「10g/L」は、六フッ化チタン酸イオン(TiF6 2-)に換算した量で、「0.042mol/L」である。
同様に、硫酸ニッケル・六水和物(分子量:262.85)の含有量「2g/L」は、Niイオン(Ni2+)に換算した量で、「0.0076mol/L」である。
同様に、硫酸カリウム(分子量:174.26)の含有量「50g/L」は、0.29mol/Lである。このため、Tiに対するモル比では「6.9」である。
<Other notes>
Regarding the “treatment solution composition” in Table 1 below, the content of potassium hexafluorotitanate (molecular weight: 240.08) “10 g / L” is converted to hexafluorotitanate ion (TiF 6 2− ). The amount obtained is “0.042 mol / L”.
Similarly, the content “2 g / L” of nickel sulfate hexahydrate (molecular weight: 262.85) is “0.0076 mol / L” in terms of Ni ion (Ni 2+ ).
Similarly, the content “50 g / L” of potassium sulfate (molecular weight: 174.26) is 0.29 mol / L. Therefore, the molar ratio with respect to Ti is “6.9”.

上記第1表に示す結果から明らかなように、水酸化チタンを添加した発明例(No.1,4,7および10)では、処理液におけるF-濃度の増加が抑制され、皮膜のTi付着量の減少を抑制することができた。
これに対し、メタチタン酸を添加した比較例(No.2,5,8および11)では、処理液におけるF-濃度の増加を抑制する効果が不十分で、皮膜のTi付着量が減少した。
また、水酸化チタンおよびメタチタン酸を添加しなかった比較例(No.3,6,9および12)も、皮膜のTi付着量が減少していた。
As is apparent from the results shown in Table 1 above, in the inventive examples (Nos. 1, 4, 7 and 10) to which titanium hydroxide was added, the increase in F concentration in the treatment liquid was suppressed, and the Ti adhesion of the film The decrease in the amount could be suppressed.
On the other hand, in the comparative examples (Nos. 2, 5, 8 and 11) to which metatitanic acid was added, the effect of suppressing the increase in the F concentration in the treatment liquid was insufficient, and the Ti adhesion amount of the film was reduced.
Moreover, the comparative example (No. 3, 6, 9, and 12) which did not add titanium hydroxide and metatitanic acid also had the Ti adhesion amount of the film | membrane reduced.

なお、処理液に塩(伝導助剤)として硫酸カリウムを添加した例では、これを添加しなかった例よりも高い電流密度で、電解処理による皮膜形成が可能であった。   In the example in which potassium sulfate was added as a salt (conducting aid) to the treatment liquid, a film could be formed by electrolytic treatment at a higher current density than in the example in which potassium sulfate was not added.

Claims (4)

鋼板の表面の少なくとも一部をNi層、Sn層、Ni−Fe合金層、Fe−Sn−Ni合金層およびFe−Sn合金層からなる群から選ばれる少なくとも1層を含むめっき層が覆うめっき鋼板に対して、六フッ化チタン酸および/またはその塩を含有する処理液中で陰極電解処理を施すことにより、前記めっき鋼板の前記めっき層側の表面上に、Tiを含有する皮膜を形成する、容器用鋼板の製造方法であって、
前記陰極電解処理によって前記処理液中のF-濃度が増加した場合に、前記処理液中に水酸化チタンを添加前記陰極電解処理によって前記処理液中のF - 濃度が増加しない場合は、前記処理液中に水酸化チタンを添加しない、容器用鋼板の製造方法。
Plated steel sheet covering at least a part of the surface of the steel sheet with a plating layer including at least one layer selected from the group consisting of a Ni layer, a Sn layer, a Ni—Fe alloy layer, a Fe—Sn—Ni alloy layer, and a Fe—Sn alloy layer On the other hand, a film containing Ti is formed on the surface of the plated steel sheet on the plating layer side by performing cathodic electrolytic treatment in a treatment liquid containing hexafluorotitanic acid and / or a salt thereof. A method for producing a steel plate for containers,
When F concentration in the treatment liquid is increased by the cathodic electrolysis treatment , titanium hydroxide is added to the treatment liquid, and when the F concentration in the treatment liquid is not increased by the cathodic electrolysis treatment , The manufacturing method of the steel plate for containers which does not add titanium hydroxide in the said process liquid .
前記処理液における前記六フッ化チタン酸および/またはその塩の含有量が、六フッ化チタン酸イオン(TiF6 2-)に換算した量で、0.004〜0.400mol/Lである、請求項1に記載の容器用鋼板の製造方法。 The content of the hexafluorotitanic acid and / or salt thereof in the treatment liquid is 0.004 to 0.400 mol / L in terms of hexafluorotitanate ion (TiF 6 2− ). The manufacturing method of the steel plate for containers of Claim 1. 前記処理液が、さらに、Ni成分を含有し、
前記処理液における前記Ni成分の含有量が、Niイオン(Ni2+)に換算した量で、0.002〜0.040mol/Lである、請求項1または2に記載の容器用鋼板の製造方法。
The treatment liquid further contains a Ni component,
The method for producing a steel plate for containers according to claim 1 or 2, wherein the content of the Ni component in the treatment liquid is 0.002 to 0.040 mol / L in terms of Ni ion (Ni 2+ ). .
前記処理液が、さらに、K+、Na+およびNH4 +からなる群から選ばれる少なくとも1種のカチオンと、SO4 2-、NO3 -およびCl-からなる群から選ばれる少なくとも1種のアニオンとの組み合わせからなる塩を含有し、
前記処理液における前記塩の含有量が、Tiに対するモル比で0.1〜100である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の容器用鋼板の製造方法。
It said processing liquid, further, K +, and at least one cation selected from the group consisting of Na + and NH 4 +, SO 4 2-, NO 3 - and Cl - at least one selected from the group consisting of Contains a salt consisting of a combination with anions,
The manufacturing method of the steel plate for containers of any one of Claims 1-3 whose content of the said salt in the said process liquid is 0.1-100 in the molar ratio with respect to Ti.
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