JP6650251B2 - Surface-treated steel sheet, method for producing the same, and container using the surface-treated steel sheet - Google Patents

Surface-treated steel sheet, method for producing the same, and container using the surface-treated steel sheet Download PDF

Info

Publication number
JP6650251B2
JP6650251B2 JP2015223918A JP2015223918A JP6650251B2 JP 6650251 B2 JP6650251 B2 JP 6650251B2 JP 2015223918 A JP2015223918 A JP 2015223918A JP 2015223918 A JP2015223918 A JP 2015223918A JP 6650251 B2 JP6650251 B2 JP 6650251B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
steel sheet
plating
treated steel
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015223918A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017025402A (en
Inventor
慎一 田屋
慎一 田屋
吉村 国浩
国浩 吉村
石田 正説
正説 石田
直美 田口
直美 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Kohan Co Ltd
Original Assignee
Toyo Kohan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Kohan Co Ltd filed Critical Toyo Kohan Co Ltd
Priority to PCT/JP2016/070620 priority Critical patent/WO2017014117A1/en
Publication of JP2017025402A publication Critical patent/JP2017025402A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6650251B2 publication Critical patent/JP6650251B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Description

本発明は、ニッケルめっきおよび錫めっき上に有機樹脂層を被覆してなる表面処理鋼板に関し、特に加工を施した際に加工後の耐食性・有機樹脂層の密着性が優れる有機樹脂被覆鋼板及びその製造方法並びにこの有機樹脂被覆鋼板を用いた金属缶などの容器に関する。   The present invention relates to a surface-treated steel sheet obtained by coating an organic resin layer on nickel plating and tin plating, and in particular, when subjected to processing, an organic resin-coated steel sheet having excellent corrosion resistance and adhesion of the organic resin layer after processing, and the same. The present invention relates to a manufacturing method and a container such as a metal can using the organic resin-coated steel sheet.

飲料用あるいは食品用などに好適な金属缶の分野では、従来より、缶胴、天蓋、底蓋からなるいわゆる3ピースタイプの缶(以下、3ピース缶とも称する)が広く用いられている。この3ピース缶においては、基材となるTFS(ティンフリースチール)やぶりきなどに対する塗料の密着性や耐食性向上を目的としてクロメート処理が行われていた。
しかしながら近年の世界的な環境負荷低減に向けた対応への要望から、6価クロムを用いないで表面処理を行うクロムフリー処理の検討が行われている。
例えば飲料や食品分野では、ぶりき、TFS(電解クロメート処理鋼板)以外の表面処理鋼板としてニッケル(Ni)めっきを施した鋼板が使用されており、NiめっきとSnめっきを組み合わせたものも使用されている。
In the field of metal cans suitable for beverages or foods, so-called three-piece cans (hereinafter, also referred to as three-piece cans) having a can body, a canopy, and a bottom lid have been widely used. In this three-piece can, a chromate treatment has been performed for the purpose of improving the adhesion and corrosion resistance of the paint to TFS (tin-free steel) and tinplate as a base material.
However, in view of recent demands for reduction of environmental load worldwide, chromium-free treatment for performing surface treatment without using hexavalent chromium has been studied.
For example, in the field of beverages and foods, a steel sheet plated with nickel (Ni) is used as a surface-treated steel sheet other than tinplate and TFS (electrolytic chromate-treated steel sheet), and a combination of Ni plating and Sn plating is also used. ing.

NiはSn中に拡散しやすいため、めっき条件次第ではSn中にNiが拡散してしまい、これが原因の1つとして例えば3ピース缶では溶接性の低下が生じてしまう。
これに対してニッケルめっき鋼板の密着性と耐食性を向上させるため、不均一な島状ニッケルめっきを施した後に錫めっきを行う表面処理鋼板が提案されている(例えば特許文献1参照)。
更に、従来のニッケルめっき鋼板では有機被覆樹脂層との密着性が充分でないという課題を克服するため、クロムを使用せずに希薄なニッケルめっき浴によってニッケルから成る凹凸形状をした微細粒状を形成して有機被覆樹脂との加工密着性に優れる表面処理鋼板を実現する技術も知られている(例えば特許文献2参照)。
Since Ni easily diffuses into Sn, Ni diffuses into Sn depending on plating conditions. One of the causes is a decrease in weldability, for example, in a three-piece can.
On the other hand, in order to improve the adhesion and corrosion resistance of a nickel-plated steel sheet, there has been proposed a surface-treated steel sheet in which non-uniform island-like nickel plating is performed and then tin plating is performed (for example, see Patent Document 1).
Furthermore, in order to overcome the problem that the conventional nickel-plated steel sheet does not have sufficient adhesion to the organic coating resin layer, a fine nickel-plated uneven shape is formed by a dilute nickel plating bath without using chromium. There is also known a technique for realizing a surface-treated steel sheet having excellent processing adhesion with an organic coating resin (for example, see Patent Document 2).

特公平2−14438号公報Japanese Patent Publication No. 2-14438 特開2013−245394号公報JP 2013-245394 A

たしかに特許文献1のごとく不均一な島状Niめっきを施したりすれば、ある程度は溶接性の向上が見込めるものの、依然としてNiはSnめっき中に拡散されやすい状態に変わりはない。
また、特許文献2においても、Niめっき浴中に微量なSnを添加しているため、やはりNiはSnめっき中に拡散されやすい状態であると言える。
発明者が鋭意検討した結果、上記耐食性や塗料との密着性を向上させるためにはNiの拡散を如何にして制御するかが重要であり、したがってNiの拡散を抑制すれば耐食性の向上に格段に寄与できることを突き止めた。
Certainly, if non-uniform island-shaped Ni plating is applied as in Patent Literature 1, although the weldability is expected to be improved to some extent, Ni is still easily diffused during Sn plating.
Also, in Patent Document 2, since a small amount of Sn is added to the Ni plating bath, it can be said that Ni is easily diffused during the Sn plating.
As a result of the inventor's intensive studies, it is important to control the diffusion of Ni in order to improve the corrosion resistance and the adhesion with the paint. Therefore, if the diffusion of Ni is suppressed, the corrosion resistance is significantly improved. That we can contribute to

本発明は、かような課題を解決することを鑑みてなされ、クロムを用いずに塗料などの有機樹脂との高い密着性と耐食性を維持しつつ溶接性にも優れた表面処理鋼板や有機樹脂被覆鋼板、及びこれらの製造方法並びにこの有機樹脂被覆鋼板を用いた容器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of solving such problems, and surface-treated steel sheets and organic resins excellent in weldability while maintaining high adhesion and corrosion resistance to organic resins such as paints without using chromium. It is an object of the present invention to provide a coated steel sheet, a production method thereof, and a container using the organic resin-coated steel sheet.

上記課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかる表面処理鋼板は、基材と、前記基材上に形成されるとともに、粒状又は針状のNi−Sn合金層と、前記Ni−Sn合金の他部に配置されるFe−Sn合金層及びSn層とを含む表面処理層と、を備えたことを特徴とする。
さらに、前記した(1)の特徴を備えた表面処理鋼板においては、(2)前記表面処理層におけるSnとNiとの比であるSn/Niが、at%の比において5.0〜70であることが好ましい。
また、前記した(1)又は(2)の特徴を備えた表面処理鋼板においては、(3)前記Ni−Sn合金は、その構造が主としてNiSnであるとともにFeを更に含有し、前記Feの含有率が10at%以下であることが好ましい。
In order to solve the above problems, a surface-treated steel sheet according to an embodiment of the present invention includes a base material, a granular or acicular Ni-Sn alloy layer formed on the base material, and a Ni-Sn alloy layer. And a surface treatment layer including an Fe—Sn alloy layer and a Sn layer disposed on the other part of the alloy.
Furthermore, in the surface-treated steel sheet having the above-mentioned feature (1), (2) Sn / Ni, which is the ratio of Sn to Ni in the surface-treated layer, is 5.0 to 70 at the ratio of at%. Preferably, there is.
Further, in the surface-treated steel sheet having the features of the above (1) or (2), (3) the Ni—Sn alloy has a structure mainly composed of Ni 3 Sn 4 and further contains Fe. It is preferable that the Fe content be 10 at% or less.

また前記した(1)〜(3)のいずれかの特徴を備えた表面処理鋼板においては、(4)前記Ni−Sn合金の他部に配置されるFe−Sn合金層は、FeSnを含むことが好ましい。
また前記した(1)〜(4)のいずれかの特徴を備えた表面処理鋼板においては、(5) 前記表面処理層における面内方向に関し、前記Ni−Sn合金層は、前記Fe−Sn合金層又は前記Sn層に囲まれてなることが好ましい。
また前記した(1)〜(5)のいずれかの特徴を備えた表面処理鋼板においては、(6)前記表面処理層上、又は前記基材のうち前記表面処理層とは反対側に、Zr、Ti、及びAlの少なくとも1つ以上の酸化物を含むコーティング層が形成されてなることが好ましい。
また前記した(6)の特徴を備えた表面処理鋼板においては、(7)前記コーティング層が、P(リン)の酸化物を含むことが好ましい。
In the surface-treated steel sheet having any of the features of the above (1) ~ (3), (4) FeSn alloy layer which is disposed on the other portion of the Ni-Sn alloy includes FeSn 2 Is preferred.
Further, in the surface-treated steel sheet having any of the above features (1) to (4), (5) the Ni-Sn alloy layer is formed of the Fe-Sn alloy with respect to an in-plane direction of the surface treatment layer. It is preferable to be surrounded by a layer or the Sn layer.
In the surface-treated steel sheet having any one of the features (1) to (5), (6) Zr is formed on the surface-treated layer or on the side of the substrate opposite to the surface-treated layer. It is preferable that a coating layer containing at least one oxide of Al, Ti, and Al is formed.
In the surface-treated steel sheet having the feature of (6), (7) the coating layer preferably contains an oxide of P (phosphorus).

また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかる有機樹脂被覆鋼板は、前記した(1)〜(7)のいずれかに記載の表面処理鋼板の上に有機樹脂層が被覆されてなることを特徴とする。
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかる容器は、前記した有機樹脂被覆鋼板から成ることを特徴とする。なお、当該容器としては、例えば飲料や食料、医薬品などを貯留する金属缶や缶蓋、あるいは金属ケースなどが例示される。
In order to solve the above-mentioned problems, an organic resin-coated steel sheet according to one embodiment of the present invention includes an organic resin layer coated on the surface-treated steel sheet according to any one of the above (1) to (7). It is characterized by becoming.
Further, in order to solve the above problems, a container according to an embodiment of the present invention is made of the above-mentioned organic resin-coated steel sheet. In addition, as the container, for example, a metal can or a can lid for storing beverages, foods, pharmaceuticals, and the like, or a metal case is exemplified.

また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかる表面処理鋼板の製造方法は、 基材にNiめっきを行うことで、当該基材上にNi層を形成する工程と、前記Ni層が形成された基材に対してSnめっきを行うことで、前記Ni層上にSn層を形成する工程と、前記Ni層および前記Sn層が形成された基材に対して溶融加熱処理を行うことで、粒状又は針状のNi−Sn合金層と、前記Ni−Sn合金の他部に配置されるFe−Sn合金層及びSn層とを含む表面処理層を前記基材上に形成する工程と、を含むことを特徴とする。
なお、上記した表面処理鋼板の製造方法においては、前記NiめっきにおけるNiめっき量は、0.01〜0.3g/mであり、前記SnめっきにおけるSnめっき量は、0.4〜3.0g/mであることが好ましい。
In order to solve the above-mentioned problems, a method for manufacturing a surface-treated steel sheet according to an embodiment of the present invention includes the steps of: forming a Ni layer on a base material by performing Ni plating on the base material; By performing Sn plating on the substrate on which the layer is formed, a step of forming a Sn layer on the Ni layer, and a melting and heating treatment on the substrate on which the Ni layer and the Sn layer are formed are performed. By doing so, a granular or acicular Ni-Sn alloy layer and a surface treatment layer including an Fe-Sn alloy layer and a Sn layer disposed on the other part of the Ni-Sn alloy are formed on the base material. And a step.
In the method for producing a surface-treated steel sheet described above, the amount of Ni plating in the Ni plating is 0.01 to 0.3 g / m 2 , and the amount of Sn plating in the Sn plating is 0.4 to 3.0. It is preferably 0 g / m 2 .

本発明によれば、粒状あるいは針状のNi−Sn合金層を形成させつつ他部をFe−Sn合金層又はSn層とすることで、NiがSnの中で安定して存在することが可能となってNiの拡散を抑制することができ、これにより耐食性と溶接性を共に備える優れた表面処理鋼板を実現することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, Ni can stably exist in Sn by forming a granular or acicular Ni-Sn alloy layer and making another part into a Fe-Sn alloy layer or a Sn layer. As a result, the diffusion of Ni can be suppressed, whereby an excellent surface-treated steel sheet having both corrosion resistance and weldability can be realized.

本実施形態に係る表面処理鋼板の構造を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the structure of the surface treatment steel plate which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る表面処理鋼板を製造する製造フローを示した工程図である。It is a flowchart showing the manufacturing flow which manufactures the surface treatment steel plate concerning this embodiment. 本実施形態に係るコーティング層が形成された表面処理鋼板の構造を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the structure of the surface-treated steel plate in which the coating layer which concerns on this embodiment was formed. 本実施形態に係る有機樹脂被覆鋼板の構造を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the structure of the organic resin coating steel plate which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る容器の一例である3ピース缶に関する断面図である。It is sectional drawing regarding the three-piece can which is an example of the container which concerns on this embodiment. 実施例3における表面処理鋼板の表面形態を示すSEM画像である。9 is an SEM image showing the surface morphology of the surface-treated steel sheet in Example 3. 実施例4における表面処理鋼板の表面形態を示すSEM画像である。13 is an SEM image showing the surface morphology of the surface-treated steel sheet in Example 4. 実施例4における表面処理層の断面形態を示すTEM像である。13 is a TEM image showing a cross-sectional form of a surface treatment layer in Example 4. 比較例1における表面処理鋼板の表面形態に関する模式的な構造図、表面形態を示すSEM画像である。FIG. 2 is a schematic structural diagram relating to the surface morphology of the surface-treated steel sheet in Comparative Example 1, and an SEM image showing the surface morphology. 比較例1における表面処理層の測定点を示すTEM像である。9 is a TEM image showing measurement points of a surface treatment layer in Comparative Example 1. 比較例5における表面処理鋼板の表面形態に関する模式的な構造図、表面形態を示すSEM画像である。It is a schematic structural diagram regarding the surface form of the surface-treated steel sheet in Comparative Example 5, and an SEM image showing the surface form. 参考例2における表面処理鋼板の表面形態を示すSEM画像であるIt is a SEM image which shows the surface form of the surface-treated steel sheet in Reference Example 2. 参考例3における表面処理鋼板の表面形態を示すSEM画像である。9 is an SEM image showing the surface morphology of the surface-treated steel sheet in Reference Example 3. 参考例3における表面処理層の測定点を示すTEM像である。9 is a TEM image showing measurement points of a surface treatment layer in Reference Example 3.

≪実施形態≫
以下、本発明を実施するための実施形態について説明する。
本実施形態に係る表面処理鋼板は、基材と、この基材上に形成される表面処理層とを少なくとも含んで構成されている。そしてこの表面処理層は、当該表面処理層中におけるNiの拡散が抑制されるように、この表面処理層内でNiが安定した相(準安定状態)となっていることを特徴としている。
以下、本実施形態に係る表面処理鋼板につき個々の要素を詳述していく。
<< embodiment >>
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described.
The surface-treated steel sheet according to the present embodiment includes at least a substrate and a surface-treated layer formed on the substrate. The surface treatment layer is characterized in that Ni is in a stable phase (metastable state) in the surface treatment layer so that diffusion of Ni in the surface treatment layer is suppressed.
Hereinafter, individual elements of the surface-treated steel sheet according to the present embodiment will be described in detail.

<基材>
表面処理鋼板の基材としては、鉄や各種の合金などの金属板が用いられる。この金属板には、例えば、ぶりき、TFS、ニッケルめっき鋼板などの各種の表面処理がなされた鋼板も含まれる。
具体的に好適な鋼板としては、例えば一般的に缶用に用いられる炭素量0.01〜0.15質量%の低炭素アルミキルド鋼を用いることができる。更にはニオブやチタンを添加した炭素量0.01質量%未満の非時効性極低炭素アルミキルド鋼も適用可能である。なお、これらのアルミキルド鋼の熱間圧延板を電解酸洗等で酸洗して表面のスケールを除去した後、冷間圧延し、次いで、電解洗浄、焼鈍、圧延など施したものを冷延鋼板として用いてもよい。
<Substrate>
As a base material of the surface-treated steel sheet, a metal plate such as iron or various alloys is used. The metal plate includes, for example, a steel plate subjected to various surface treatments such as tinplate, TFS, and a nickel-plated steel plate.
As a specifically suitable steel plate, for example, a low-carbon aluminum killed steel having a carbon content of 0.01 to 0.15 mass% generally used for cans can be used. Furthermore, a non-ageing ultra-low carbon aluminum killed steel with a carbon content of less than 0.01% by mass to which niobium or titanium is added is also applicable. The hot-rolled aluminum-killed steel sheet was pickled by electrolytic pickling or the like to remove the scale on the surface, then cold-rolled, and then subjected to electrolytic cleaning, annealing, rolling, etc. to obtain a cold-rolled steel sheet. May be used.

<表面処理層>
本実施形態の表面処理層は、基材の少なくとも一面側に形成され、粒状又は針状のNi−Sn合金層と、Ni−Sn合金の他部に配置されるFe−Sn合金層又はSn層とを含んで構成されている。なお、以下では、Fe−Sn合金層とSn層とを総称する場合には包囲層と称する。すなわち、個々の層を特定して説明する場合を除き、単に「包囲層」と記載した場合には、「Fe−Sn合金層」、「Sn層」、又は「Fe−Sn合金層とSn層」のいずれかを指すこととする。
図1は、本実施形態に係る表面処理鋼板STの構造を模式的に示した断面図であり、より具体的には上記した基材1と表面処理層2とが模式的に示されている。このうち、表面処理層2は、Ni−Sn合金層21、第一包囲層22および第二包囲層23とを含んで構成されている。
<Surface treatment layer>
The surface treatment layer of the present embodiment is formed on at least one surface side of the base material, and is a granular or acicular Ni-Sn alloy layer, and an Fe-Sn alloy layer or a Sn layer disposed at another part of the Ni-Sn alloy. It is comprised including. In the following, when the Fe-Sn alloy layer and the Sn layer are collectively referred to, they are referred to as an envelope layer. That is, unless the individual layers are specified and described, when simply described as “enclosure layer”, “Fe—Sn alloy layer”, “Sn layer”, or “Fe—Sn alloy layer and Sn layer” ".
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating the structure of the surface-treated steel sheet ST according to the present embodiment, and more specifically, the substrate 1 and the surface-treated layer 2 described above are schematically illustrated. . The surface treatment layer 2 includes a Ni—Sn alloy layer 21, a first surrounding layer 22, and a second surrounding layer 23.

Ni−Sn合金層21は、基材1上で粒状又は針状の様相を呈している。ここで、「粒状又は針状」とは、Ni成分に着目した場合における周囲の部位よりも高さ方向に盛り上がった形状をいう。例えば図1で見た場合、Ni−Sn合金層21は、平面方向(基材の面方向)に関して、Ni成分を含有する部位が基材1の鉛直方向である高さ方向に凸状に突出しており、上記した周囲の部位よりも高さ方向に盛り上がった形状と言える。
なお図1は断面で示されているが、後述する図4などから明らかなとおり、基材1の上方から表面処理層2を平面視で見た場合には、Ni−Sn合金層21は第一包囲層22と第二包囲層23に囲まれるように位置している。
換言すれば、本実施形態の表面処理層2は次のようにも表現できる。すなわち、表面処理層2内では、Ni−Sn合金層21は基材1上で所定の距離だけ隔てて点在するとともに、この隣り合うNi−Sn合金層21の間には第一包囲層22が介在するとともに、このNi−Sn合金層21と第一包囲層22を覆うように第二包囲層23が形成された形態となっている。
The Ni—Sn alloy layer 21 has a granular or needle-like appearance on the substrate 1. Here, “granular or acicular” refers to a shape that rises in the height direction from surrounding parts when focusing on the Ni component. For example, when viewed in FIG. 1, the Ni-Sn alloy layer 21 has a portion containing a Ni component protruding in a height direction that is a vertical direction of the base material 1 in a plane direction (a surface direction of the base material). Therefore, it can be said that the shape is raised in the height direction more than the above-described surrounding parts.
Although FIG. 1 is shown in cross section, as is apparent from FIG. 4 and the like described below, when the surface treatment layer 2 is viewed from above the base material 1 in a plan view, the Ni—Sn alloy layer 21 It is located so as to be surrounded by the one surrounding layer 22 and the second surrounding layer 23.
In other words, the surface treatment layer 2 of the present embodiment can be expressed as follows. That is, in the surface treatment layer 2, the Ni—Sn alloy layers 21 are scattered at a predetermined distance on the substrate 1, and the first surrounding layer 22 is located between the adjacent Ni—Sn alloy layers 21. And a second surrounding layer 23 is formed so as to cover the Ni-Sn alloy layer 21 and the first surrounding layer 22.

Ni−Sn合金層21は、その構造が主としてNi3Snであることが望ましい。ここで、「主として」とは、結晶構造を解析した際に一番多い形態であることを言う。なお、結晶構造の解析は、例えばX線回折装置、透過型電子顕微鏡などにより行うことができる。
Ni−Sn合金層21は主としてNi3Snであることが望ましい理由は以下のとおりである。すなわち、NiとSnの結合態様にはNi3Sn以外にもNi3SnやNi3SnのごときNi−Sn合金に対する準安定状態(準安定相)が存在するのであるが、本実施形態で求められるSnめっき量を考慮するとNi3Snが最適となる。Ni−Sn合金層21のSnが少ない場合には金属Ni相あるいはNi−Fe相が形成されてしまうのでSnめっき量が多い条件の方が好ましく、この場合にはNi3Snが上記した準安定相となるためである。
It is desirable that the structure of the Ni—Sn alloy layer 21 is mainly Ni 3 Sn 4 . Here, “mainly” refers to the most common form when the crystal structure is analyzed. The analysis of the crystal structure can be performed by, for example, an X-ray diffractometer, a transmission electron microscope, or the like.
The reason why the Ni—Sn alloy layer 21 is preferably mainly made of Ni 3 Sn 4 is as follows. That is, the bonding state of Ni and Sn has a metastable state (metastable phase) for Ni—Sn alloys such as Ni 3 Sn and Ni 3 Sn 2 in addition to Ni 3 Sn 4. In consideration of the amount of Sn plating required in the above, Ni 3 Sn 4 is optimal. Preferably towards the Sn plated amount is large conditions because the metal Ni phase or Ni-Fe phase will be formed in the case of Sn Ni-Sn alloy layer 21 is small, quasi the Ni 3 Sn 4 in this case is the This is because it becomes a stable phase.

なおNi−Sn合金層21における粒子(粒状又は針状の状態も含む)の形態については、以下の構造となることが望ましい。すなわち、Ni−Sn合金層21におけるNi粒子の平均粒径は0.1〜1.0μmが好適であり、より好ましくは0.2〜0.4μmである。また、Ni−Sn合金層21におけるNi粒子の粒子密度は、10〜100個/μmが好適であり、より好ましくは10〜20個/μmである。 The form of the particles (including a granular or acicular state) in the Ni—Sn alloy layer 21 preferably has the following structure. That is, the average particle size of the Ni particles in the Ni—Sn alloy layer 21 is preferably 0.1 to 1.0 μm, and more preferably 0.2 to 0.4 μm. The particle density of the Ni particles in the Ni—Sn alloy layer 21 is preferably from 10 to 100 particles / μm 2 , and more preferably from 10 to 20 particles / μm 2 .

ここで「粒子密度」は、表面処理膜2の表面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察し、粒子の平均粒径がおよそ0.5μm以下の範囲では1×1μmの範囲について、該範囲内に存在する粒子の数をカウントすることで、単位面積当たりのニッケルの粒子数を測定して求める。この場合、1×1μmの枠内に完全に収まっている粒子は1個、一部のみが枠内に入っている粒子については0.5個としてカウントした。そして、この操作を、ニッケルめっき層の表面の5箇所について行い、最大値、最小値の2つを除き、3箇所の測定結果を平均することにより、粒子密度を求めることができる。   Here, the “particle density” refers to a value obtained by observing the surface of the surface-treated film 2 with a scanning electron microscope (SEM), and within a range of 1 × 1 μm when the average particle size of the particles is approximately 0.5 μm or less. The number of particles of nickel per unit area is determined by counting the number of particles present in the sample. In this case, the number of particles completely contained in the 1 × 1 μm frame was counted as one, and the number of particles only partially contained in the frame was counted as 0.5. And this operation is performed about five places of the surface of a nickel plating layer, and a particle density can be calculated | required by averaging the measurement result of three places except two of a maximum value and a minimum value.

また、平均粒径がおよそ0.5μm以上の場合は、測定範囲を10×10μmとして同様の操作を行い、得られた粒子数を1×1μm当たりの粒子数に換算することにより粒子密度を求めることができる。
なお「平均粒径」は、表面処理膜2の表面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察して求めた1×1μmの単位面積当たりの粒子密度から、粒子1個当たりの平均占有面積を計算し、その平均占有面積に相当する円の直径として算出し求めることができる。
When the average particle size is about 0.5 μm or more, the same operation is performed with the measurement range set to 10 × 10 μm, and the particle density is obtained by converting the obtained number of particles into the number of particles per 1 × 1 μm. be able to.
The “average particle diameter” is calculated from the particle density per unit area of 1 × 1 μm obtained by observing the surface of the surface-treated film 2 with a scanning electron microscope (SEM). Then, it can be calculated and obtained as the diameter of a circle corresponding to the average occupied area.

Ni−Sn合金層21は、上記した準安定相を維持する限りにおいてNi3Snに対して不純物(基材から元素拡散など製造時に不回避的に混入する物質)が含有されていてもよい。
基材の成分が鉄(Fe)の場合には、Ni−Sn合金層21(Ni3Sn)にFeが含有されることがある。この場合におけるFeの含有率(Fe/(Ni+Sn+Fe))の値は10at%以下であることが望ましい。10at%を超えると、内容物中へ溶解しやすくなり、耐食性が低下しやすくなるため、好ましくないからである。
The Ni—Sn alloy layer 21 may contain impurities (substances that are inevitably mixed during production such as element diffusion from the base material) into Ni 3 Sn 4 as long as the above-mentioned metastable phase is maintained. .
When the component of the base material is iron (Fe), the Ni—Sn alloy layer 21 (Ni 3 Sn 4 ) may contain Fe. In this case, the value of the Fe content (Fe / (Ni + Sn + Fe)) is desirably 10 at% or less. If it exceeds 10 at%, it is not preferable because it is easily dissolved in the contents and the corrosion resistance is easily lowered.

Ni−Sn合金層21を包囲する包囲層は、第一包囲層22と第二包囲層23を含んでいる。
第一包囲層22は、「Fe−Sn合金層」又は「Sn層」であり、基材1上に形成されてNi−Sn合金層21の間に位置している。
第二包囲層23は、「Fe−Sn合金層」又は「Sn層」であり、Ni−Sn合金層21及び第一包囲層22を覆うように、これらの層上に位置している。なお第一包囲層22と第二包囲層23の成分に関しては、基材1からのFe成分の拡散度合によって変化し得る。したがって本実施形態における第一包囲層22と第二包囲層23は、例えば次の表1に示すパターン1〜パターン3を取り得る。
The surrounding layer surrounding the Ni—Sn alloy layer 21 includes a first surrounding layer 22 and a second surrounding layer 23.
The first surrounding layer 22 is an “Fe—Sn alloy layer” or an “Sn layer”, and is formed on the substrate 1 and located between the Ni—Sn alloy layers 21.
The second surrounding layer 23 is an “Fe—Sn alloy layer” or “Sn layer”, and is located on these layers so as to cover the Ni—Sn alloy layer 21 and the first surrounding layer 22. Note that the components of the first surrounding layer 22 and the second surrounding layer 23 may change depending on the degree of diffusion of the Fe component from the base material 1. Therefore, the first surrounding layer 22 and the second surrounding layer 23 in the present embodiment can take, for example, patterns 1 to 3 shown in Table 1 below.

なお、第二包囲層23は、必ずしもNi−Sn合金層21を覆う必要はなく、Ni−Sn合金層21の一部が第二包囲層23から突き出た形態でもよい。
また、第一包囲層22又は第二包囲層23がFe−Sn合金層の場合には、当該Fe−Sn合金層はFeSnを含むことが望ましい。
また、表面処理層2におけるSnとNiとの比であるSn/Niは、5.0〜70であることが望ましい。Sn/Niが5.0以下ではNi3Snのみで構成された構造となるため、溶接性、耐食性が悪くなる。Sn/Niが70を超えると粒状に析出したNiによる効果が小さく、ぶりきに近い特性を示す。
The second surrounding layer 23 does not necessarily need to cover the Ni—Sn alloy layer 21, and may have a form in which a part of the Ni—Sn alloy layer 21 protrudes from the second surrounding layer 23.
When the first surrounding layer 22 or the second surrounding layer 23 is an Fe—Sn alloy layer, the Fe—Sn alloy layer preferably includes FeSn 2 .
Further, it is desirable that Sn / Ni, which is the ratio of Sn to Ni in the surface treatment layer 2, is 5.0 to 70. Since the Sn / Ni is constructed structure only Ni 3 Sn 4 in 5.0 below, weldability, corrosion resistance is deteriorated. If the value of Sn / Ni exceeds 70, the effect of Ni precipitated in the form of particles is small, and characteristics close to tinplate are exhibited.

<表面処理鋼板>
図1で示した表面処理鋼板STは、以下の態様にて製造される。すなわち、本実施形態ではNiめっきを微細粒状に析出させることにより、Snめっき後に行われる溶融加熱処理において、粒状あるいは針状のNi−Sn合金を形成させ、これにより高い溶接性と耐食性を同時に備えた表面処理鋼板STを実現している。
なお、Niめっきを微細粒状に析出させる条件としては、例えば、めっき液の成分は硫酸ニッケル10〜100g/L、より好ましくは40〜80g/L、硫酸アンモニウム10〜100g/L、より好ましくは40〜80g/L、クエン酸5〜100g/L、より好ましくは10〜20g/Lである。pHは2.0〜5.0、より好ましくは3.5〜4.5である。また、陰極電解での条件としては電流密度30〜100A/dm、より好ましくは30〜50A/dmである。
以下、具体的な表面処理鋼板STの製造工程について、図2を用いて順を追って説明する。なお、以下の説明においては本実施形態の表面処理層2が基材1の少なくとも一面側に形成される例を示すが、この態様に限られず更に基材1の他側の面に形成されていてもよい。
<Surface treated steel sheet>
The surface-treated steel sheet ST shown in FIG. 1 is manufactured in the following mode. That is, in the present embodiment, the Ni plating is deposited in fine particles to form a granular or needle-like Ni-Sn alloy in the melt heat treatment performed after the Sn plating, thereby simultaneously providing high weldability and corrosion resistance. Surface-treated steel plate ST.
In addition, as conditions for precipitating Ni plating into fine particles, for example, the components of the plating solution are nickel sulfate 10 to 100 g / L, more preferably 40 to 80 g / L, and ammonium sulfate 10 to 100 g / L, more preferably 40 to 100 g / L. 80 g / L, citric acid 5-100 g / L, more preferably 10-20 g / L. The pH is between 2.0 and 5.0, more preferably between 3.5 and 4.5. The conditions for the cathodic electrolysis are a current density of 30 to 100 A / dm 2 , more preferably 30 to 50 A / dm 2 .
Hereinafter, a specific manufacturing process of the surface-treated steel sheet ST will be sequentially described with reference to FIG. In the following description, an example in which the surface treatment layer 2 of the present embodiment is formed on at least one surface of the substrate 1 is shown. However, the present invention is not limited to this mode, and the surface treatment layer 2 is further formed on the other surface of the substrate 1. You may.

図2に示すとおり、まず基材1にNiめっきを行うことで、当該基材1上にNi層を形成する(ステップ1)。このNiめっきにおけるNiめっき量は、例えば0.01〜0.3g/mであることが好ましい。0.01g/mを下回るとNiめっきの効果が不十分であり、0.3g/mを超えるとSnの必要量も多くなりコスト高となるからである。
ステップ1の後、続いてNi層が形成された基材1に対してSnめっきを行うことで、Ni層上にSn層を形成する(ステップ2)。このSnめっきにおけるSnめっき量は、0.4〜3.0g/mであることが好ましい。0.4g/mを下回るとSnめっきの効果が不十分であり、3.0g/mを超えても大幅な改善効果は見込めずコスト高となるからである。
なお、より好ましくは、Niめっき量が0.01〜0.1g/mであり、且つ、Snめっき量が1.0〜2.8g/mである。
As shown in FIG. 2, first, a Ni layer is formed on the base material 1 by performing Ni plating on the base material 1 (step 1). The amount of Ni plating in this Ni plating is preferably, for example, 0.01 to 0.3 g / m 2 . If the amount is less than 0.01 g / m 2 , the effect of Ni plating is insufficient. If the amount exceeds 0.3 g / m 2 , the required amount of Sn increases and the cost increases.
After step 1, Sn plating is performed on the substrate 1 on which the Ni layer has been formed, thereby forming an Sn layer on the Ni layer (step 2). The amount of Sn plating in the Sn plating is preferably 0.4 to 3.0 g / m 2 . If the amount is less than 0.4 g / m 2 , the effect of Sn plating is insufficient, and if the amount exceeds 3.0 g / m 2 , a significant improvement effect cannot be expected and the cost increases.
Incidentally, more preferably, Ni plating weight of 0.01 to 0.1 g / m 2, and, Sn plating weight of 1.0~2.8g / m 2.

ステップ2の後は、Ni層およびSn層が形成された基材1に対して所定条件下でリフロー処理(溶融加熱処理)を行うことで、上述した表面処理層2(粒状又は針状のNi−Sn合金層と、このNi−Sn合金以外の他部(残部)に形成される包囲層としてのFe−Sn合金層又はSn層)を基材1上に形成する(ステップ3)。なお、リフロー処理の具体的な条件については、後述する実施例の中で詳述する。
以上説明したステップ1〜ステップ3の処理を経て、本実施形態の表面処理鋼板STが製造される。
After step 2, the substrate 1 on which the Ni layer and the Sn layer are formed is subjected to a reflow treatment (melt heat treatment) under a predetermined condition, thereby obtaining the surface treatment layer 2 (granular or needle-like Ni). An -Sn alloy layer and an Fe-Sn alloy layer or a Sn layer as an enclosing layer formed on the other part (remaining part) other than the Ni-Sn alloy are formed on the base material 1 (step 3). Note that specific conditions for the reflow process will be described in detail in an embodiment described later.
Through the processes of Steps 1 to 3 described above, the surface-treated steel sheet ST of the present embodiment is manufactured.

<クロムフリー化処理としてのコーティング層>
図2のステップ4及び図3に示すとおり、本実施形態の表面処理層2が形成された基材1に対しては、さらに表面処理層2上又は基材1のうち上述した他側の面に、Zr、Ti、及びAlの少なくとも1つ以上の酸化物(例えばZrO、TiO、Alなど)の皮膜としてのコーティング層3が形成されていてもよい。すなわち、本実施形態においてコーティング層3は必須ではないが、表面処理層2上にコーティング層3があれば尚好ましい。
なお、本実施形態のコーティング層3は、上記した酸化物だけでなく水酸化物をも含むことがある。従って、本実施形態でいう「酸化物」とは、少なくともその一部に水酸化物が含まれていてもよい概念として用いられている。
<Coating layer as chrome-free treatment>
As shown in step 4 and FIG. 3 of FIG. 2, for the substrate 1 on which the surface treatment layer 2 of the present embodiment is formed, the surface on the surface treatment layer 2 or the other surface of the substrate 1 described above. Further, a coating layer 3 as a film of at least one oxide of Zr, Ti, and Al (for example, ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3, etc.) may be formed. That is, in the present embodiment, the coating layer 3 is not essential, but it is more preferable that the coating layer 3 is provided on the surface treatment layer 2.
In addition, the coating layer 3 of this embodiment may contain not only the above-mentioned oxide but also a hydroxide. Therefore, the “oxide” in the present embodiment is used as a concept that at least a part thereof may contain a hydroxide.

コーティング層3の形成は上記に限定されず、例えば(1)モリブデン酸(所定比率のリン酸を添加した形態を含む)やタングステン酸などの不動態化作用を利用した形態の皮膜、(2)Ti・Zr・V・Mn・Ni・Coなどの遷移金属のフッ化物やリン酸塩、硝酸塩および硫酸塩などをベースとする反応型形態の皮膜、さらにポリピニルフェノール誘導体やポリアクリル酸などをブレンドした塗布型形態の皮膜、(3)Y・La・Ceなどの希士類元素の塩化物、硝酸塩などをベースとする反応型形態の皮膜、またはその酸素酸塩にモリブデン酸やタングステン酸などをブレンドした塗布型形態の皮膜、(4)タンニン酸など多価フェノールカルボン酸や硫黄や窒素を含むチオ尿素などのキレート剤をベースとする形態の皮膜など、公知の種々の形態の皮膜を用いてもよい。   The formation of the coating layer 3 is not limited to the above, and for example, (1) a film using a passivation action such as molybdic acid (including a form to which a predetermined ratio of phosphoric acid is added) or tungstic acid; Reaction type coatings based on fluorides, phosphates, nitrates and sulfates of transition metals such as Ti / Zr / V / Mn / Ni / Co, as well as polypinylphenol derivatives and polyacrylic acid Blend coating type coating, (3) Reaction type coating based on chlorides, nitrates, etc. of rare elements such as Y, La, Ce, etc., or molybdic acid, tungstic acid, etc. And known coatings such as (4) coatings based on chelating agents such as polyhydric phenol carboxylic acids such as tannic acid and thiourea containing sulfur and nitrogen. It may be used a film of various forms.

コーティング層3は、上記の酸化物以外にリンの酸化物を含んでもよい。コーティング層3を形成する前にFeあるいはSnからなるリン酸化合物層を形成させてもよいし、リン酸Zr,リン酸Alなどのリン酸化合物の形態として形成させてもよい。リン酸を含むことにより、有機樹脂層との密着性を向上させるとともに、ピンホールなどのめっき欠陥を低減することができる。   The coating layer 3 may include an oxide of phosphorus in addition to the above oxide. Before forming the coating layer 3, a phosphate compound layer made of Fe or Sn may be formed, or may be formed in the form of a phosphate compound such as Zr phosphate or Al phosphate. By containing phosphoric acid, the adhesion to the organic resin layer can be improved and plating defects such as pinholes can be reduced.

なお、コーティング層3の皮膜量はZr酸化物、Al酸化物、Ti酸化物のいずれも0.001〜0.03g/m、リンの酸化物は0.0001〜0.05g/mであることが好ましい。
このうち、リンの酸化物に関しては、P(リン)およびAl(アルミニウム)の酸化物を主成分とするコーティング層を形成する場合には、好ましくはAlの皮膜量が0.001〜0.015g/mであり、このAlに対する好ましいPの皮膜量は0.0005〜0.003g/mである。
Incidentally, the coating amount of Zr oxide of the coating layer 3, Al oxide, both 0.001~0.03g / m 2 of Ti oxides, oxides of phosphorus in 0.0001~0.05g / m 2 Preferably, there is.
Among these, with respect to the oxide of phosphorus, when forming a coating layer mainly composed of oxides of P (phosphorus) and Al (aluminum), the coating amount of Al is preferably 0.001 to 0.015 g. / M 2 , and the preferable amount of P coating on Al is 0.0005 to 0.003 g / m 2 .

<有機樹脂層>
図2のステップ5及び図4に示すとおり、上記した表面処理鋼板ST上には、有機樹脂層4が形成されてもよい。より具体的には、上記した表面処理鋼板STの製造後、又は上記したコーティング層3が形成される場合にはそのコーティング層3形成の後に、これらの上に有機樹脂層4が形成されて有機樹脂被覆鋼板RTが製造される。
なお有機樹脂層4としては種々の塗料などが適用可能である。熱可塑性樹脂としては、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、アイオノマー等のオレフィン系樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレートや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、ポリ塩化ビニルフィルムやポリ塩化ビニリデンフィルム等の未延伸フィルム又は二軸延伸したフィルム、又はナイロン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などを用いることができる。その中でも、イソフタル酸を共重合化してなる無配向のポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。また、このような有機樹脂層4を構成するための有機材料は、単独で用いてもよく、異なる有機材料をブレンドして用いてもよい。また複数の有機樹脂層からなる多層構成であってもよい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ−フェノール樹脂、ポリエステル樹脂等を用いることができる。
<Organic resin layer>
As shown in step 5 of FIG. 2 and FIG. 4, an organic resin layer 4 may be formed on the surface-treated steel plate ST described above. More specifically, after the above-mentioned surface-treated steel sheet ST is manufactured, or when the above-mentioned coating layer 3 is formed, after the coating layer 3 is formed, the organic resin layer 4 is formed thereon to form an organic layer. The resin-coated steel sheet RT is manufactured.
Various paints and the like can be applied as the organic resin layer 4. As the thermoplastic resin, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylic ester copolymer, olefin resin film such as ionomer, polyester such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate An unstretched film such as a film, a polyvinyl chloride film or a polyvinylidene chloride film or a biaxially stretched film, or a polyamide film such as nylon 6, nylon 6, 6, nylon 11, or nylon 12 can be used. Among them, non-oriented polyethylene terephthalate obtained by copolymerizing isophthalic acid is particularly preferable. Further, the organic material for forming the organic resin layer 4 may be used alone, or may be used by blending different organic materials. Further, it may have a multilayer structure composed of a plurality of organic resin layers. As the thermosetting resin, an epoxy-phenol resin, a polyester resin, or the like can be used.

このうちポリエステル樹脂は、塗装や焼付けが容易であり、加工性や金属との密着性、耐レトルト性に優れ、更には焼却時に有毒、腐食ガスを発生しない点から好適である。かようなポリエステル樹脂としては、例えば、エチレンテレフタレート、ブチレンテレフタレート、1,4−シクロヘキサンジメチルテレフタレート、エチレンイソフタレート、ブチレンイソフタレート、エチレンアジペート、ブチレンアジペート、エチレンナフタレート、ブチレンナフタレートのいずれか1種類以上のエステルを含有するポリエステル樹脂などが例示される。
さらに本実施形態の有機樹脂層4は、複数の層で構成された多層フィルムであってもよく、好ましくは2層あるいは3層のフィルムで構成されていてもよい。
Among them, the polyester resin is suitable because it is easy to apply and bake, is excellent in workability, adhesion to metal, and retort resistance, and is toxic and does not generate corrosive gas when incinerated. As such a polyester resin, for example, any one of ethylene terephthalate, butylene terephthalate, 1,4-cyclohexanedimethyl terephthalate, ethylene isophthalate, butylene isophthalate, ethylene adipate, butylene adipate, ethylene naphthalate, and butylene naphthalate Examples thereof include polyester resins containing the above esters.
Further, the organic resin layer 4 of the present embodiment may be a multilayer film composed of a plurality of layers, and preferably may be composed of a two-layer or three-layer film.

<容器>
図2のステップ6及び図5に示すとおり、上記した本実施形態の表面処理鋼板STや有機樹脂被覆鋼板RTは、種々の容器Cに適用が可能である。本実施形態で適用が可能な容器Cとしては、飲料や食品を封入して保存する缶(公知の3ピース缶など)やケースなどが例示され、特に溶接を用いて所定の形状とする金属缶が好例である。
なお図5においては、構造把握の容易化のため、3ピース缶の完成品ではなく上蓋が未装着の缶胴を示している。
<Container>
As shown in Step 6 and FIG. 5 of FIG. 2, the surface-treated steel sheet ST and the organic resin-coated steel sheet RT of the present embodiment described above can be applied to various containers C. Examples of the container C applicable in the present embodiment include cans (such as well-known three-piece cans) for enclosing and storing beverages and foods, cases, and the like. Particularly, metal cans having a predetermined shape using welding. Is a good example.
Note that FIG. 5 shows a can body without an upper lid, instead of a completed three-piece can, for easy understanding of the structure.

≪実施例≫
以下に、実施例を挙げて本発明について、より具体的に説明する。
<実施例1>
厚さ0.225mmの低炭素アルミキルド鋼の冷延鋼板を基材として用いた。まず、この基材をアルカリ水溶液中で電解脱脂して水洗いを行い、更に硫酸酸洗と水洗いを行った後に、ニッケルめっき浴でNiめっきの皮膜量を0.01g/mとして凹凸形状をした微細粒状のNiめっき層を形成させた。その後、錫めっき浴でSnめっきの皮膜量を0.7g/mとして、Snめっき層を形成させた。
上記の条件にて得られた表面処理鋼板STに対し、リフロー処理(加熱処理)を行い、基材上にNi−Sn合金層を形成させた。なお、このときのリフロー条件としては、Snの融点以上の温度240℃にて5.6秒で溶融加熱処理を行った。
なお、リフロー条件のうち、加熱温度については錫の融点以上という条件内であれば適宜選択可能であり、また、加熱時間については0.1〜8秒という条件内であれば適宜選択可能である。加熱温度あるいは加熱時間は、NiとSnとの合金化が進み、NiSnが形成される条件であれば特に限定はされない。
<< Example >>
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
<Example 1>
A cold rolled low carbon aluminum killed steel sheet having a thickness of 0.225 mm was used as a base material. First, this base material was electrolytically degreased in an aqueous alkaline solution, washed with water, further washed with sulfuric acid and washed with water, and then formed into an uneven shape with a nickel plating bath having a Ni plating film amount of 0.01 g / m 2 . A fine-grained Ni plating layer was formed. Then, the Sn plating layer was formed in a tin plating bath with the amount of Sn plating being 0.7 g / m 2 .
The surface-treated steel sheet ST obtained under the above conditions was subjected to a reflow treatment (heating treatment) to form a Ni-Sn alloy layer on the base material. As the reflow conditions at this time, the melt heat treatment was performed at 240 ° C. or higher at the melting point of Sn for 5.6 seconds.
Among the reflow conditions, the heating temperature can be appropriately selected as long as it is within the condition of the melting point of tin or higher, and the heating time can be appropriately selected as long as it is within the range of 0.1 to 8 seconds. . The heating temperature or heating time is not particularly limited as long as the alloying of Ni and Sn proceeds and Ni 3 Sn 4 is formed.

なお、具体的なめっき浴の条件は次のとおりであった。
<ニッケルめっき浴およびめっき条件>
硫酸ニッケル 40g/L
硫酸アンモニウム 20g/L
クエン酸 15g/L
pH 4.0
浴温 45℃
電流密度50A/dm
なお、硫酸ニッケルの量は、40〜60g/Lであれば適宜調整してもよい。また、硫酸アンモニウムの量は、20〜100g/Lであれば適宜調整してもよい。
表5では、本ニッケルめっき浴を用いたものには「微粒子Ni」と記した。
The specific conditions of the plating bath were as follows.
<Nickel plating bath and plating conditions>
Nickel sulfate 40g / L
Ammonium sulfate 20g / L
Citric acid 15g / L
pH 4.0
Bath temperature 45 ° C
Current density 50A / dm 2
The amount of nickel sulfate may be appropriately adjusted as long as it is 40 to 60 g / L. Further, the amount of ammonium sulfate may be appropriately adjusted as long as it is 20 to 100 g / L.
In Table 5, those using the present nickel plating bath are described as “fine particle Ni”.

<錫めっき浴およびめっき条件>
硫酸第一錫 80g/L
フェノールスルホン酸 60g/L
添加剤A(エトキシ化−α−ナフトール) 3g/L
添加剤B(エトキシナフトールスルホン酸) 3g/L
pH 1以下
浴温 40 ℃
電流密度 10 A/dm
なお、硫酸第一錫の量は、10〜200g/Lであれば適宜調整してもよい。また、フェノールスルホン酸の量は、5〜100g/Lであれば適宜調整してもよい。
表5では、本錫めっき浴を用いたものには「PSA浴」と記した。
<Tin plating bath and plating conditions>
Stannous sulfate 80g / L
Phenolsulfonic acid 60g / L
Additive A (ethoxylated α-naphthol) 3 g / L
Additive B (ethoxynaphtholsulfonic acid) 3 g / L
pH 1 or lower Bath temperature 40 ° C
Current density 10 A / dm 2
In addition, the amount of stannous sulfate may be appropriately adjusted as long as it is 10 to 200 g / L. Further, the amount of phenolsulfonic acid may be appropriately adjusted as long as it is 5 to 100 g / L.
In Table 5, those using the present tin plating bath are described as “PSA bath”.

上記工程を経て製造された表面処理鋼板に対し、後処理として、硝酸アルミニウムを主成分とするpH3.0の処理浴中にて陰極電解処理を行い、次いで水洗いを行って乾燥させることで、表面処理鋼板上にアルミニウムの酸化物を主成分とするコーティング層を形成させた(Alの皮膜量が0.005g/m)。
コーティング層が形成された表面処理鋼板を温度190℃で10分間の熱処理を行った後に、焼付け乾燥後の塗膜厚が70mg/dmとなるようにエポキシフェノール系塗料を塗装後、温度200℃で10分間の焼付けを行うことで、表面処理鋼板上に有機樹脂層を形成してなる有機樹脂被覆鋼板を得た。
As a post-treatment, the surface-treated steel sheet manufactured through the above steps is subjected to a cathodic electrolysis treatment in a pH 3.0 treatment bath containing aluminum nitrate as a main component, followed by washing with water and drying to obtain a surface treatment. A coating layer mainly composed of aluminum oxide was formed on the treated steel sheet (the coating amount of Al was 0.005 g / m 2 ).
After heat-treating the surface-treated steel sheet on which the coating layer has been formed at a temperature of 190 ° C. for 10 minutes, an epoxyphenol-based paint is applied so that the coating thickness after baking and drying is 70 mg / dm 2, and then a temperature of 200 ° C. For 10 minutes to obtain an organic resin-coated steel sheet having an organic resin layer formed on a surface-treated steel sheet.

<実施例2>
Snめっき量を1.4g/mとした以外は、実施例1と同様に行った。
<Example 2>
Except that the Sn plated amount was 1.4 g / m 2 was carried out in the same manner as in Example 1.

<実施例3>
Niめっき量を0.03g/mとした以外は、実施例1と同様に行った。
なお、この実施例3における表面処理層2の表面形態に関するSEM画像を図6に示す。このSEM画像は、走査型電子顕微鏡(日本電子社製、JSM−6330F)を用いて、加速電圧5kV、電流12μAの条件で表面を観察し、撮像を行って取得した。
<Example 3>
Except that the Ni coating weight was 0.03 g / m 2 was carried out in the same manner as in Example 1.
FIG. 6 shows an SEM image of the surface morphology of the surface treatment layer 2 in Example 3. This SEM image was obtained by observing the surface using a scanning electron microscope (JSM-6330F, manufactured by JEOL Ltd.) under conditions of an acceleration voltage of 5 kV and a current of 12 μA, and imaged.

<実施例4>
Niめっき量を0.03g/mとし、Snめっき量を1.4g/mとした以外は、実施例1と同様に行った。
なお、この実施例4における表面処理層2の(a)表面形態に関するSEM画像、および(b)脱錫後の表面形態に関するSEM画像を図7に示す。
さらに、表面処理層2におけるEDX分析結果とNBD(Nano−Beam−Diffraction)を用いた結晶構造の解析につき、図8に測定点を示すTEM像を、表2にその分析結果をそれぞれ示す。なお、このTEM分析に際しては、日本電子製JEM−2010F、EDX分析に際しては、ノーラン製UTW型Si(Li)半導体検出器を用いて行った。また、NBD分析に際しては、ナノビーム解析(カメラ長50cm、測定領域約直径30nm)として行った。
また、表2から明らかなとおり、表面処理層2のうち包囲層(表2の他部)は、Ni−Sn合金層21(表2ではNi−Sn合金部に相当)を囲むように配置されるとともに、特性の異なる2つの層により構成されている。より具体的に本実施例4では、第一包囲層22としてFe−Sn合金層であるFeSn層が形成され、この第一包囲層22(FeSn層)上に第二包囲層23としてSn層が形成される形態となっている。
なお図7(b)に示す脱錫後の表面形態を観察すると、図7(a)と同様に粒状あるいは針状のNi−Sn合金層21が確認され、包囲層はFe−Sn合金層であることがわかる。腐食の欠点となるピンホールあるいは下地の金属成分(Fe)の露出は確認されず、外観上からも腐食しにくい構造であることが示唆される。
<Example 4>
Example 1 was repeated except that the amount of Ni plating was 0.03 g / m 2 and the amount of Sn plating was 1.4 g / m 2 .
FIG. 7 shows (a) an SEM image of the surface morphology of the surface treatment layer 2 in Example 4 and (b) an SEM image of the surface morphology after detinning.
Further, regarding the results of the EDX analysis on the surface treatment layer 2 and the analysis of the crystal structure using NBD (Nano-Beam-Diffraction), a TEM image showing measurement points is shown in FIG. The TEM analysis was performed using a JEM-2010F manufactured by JEOL Ltd., and the EDX analysis was performed using a UTW type Si (Li) semiconductor detector manufactured by Nolan. The NBD analysis was performed as a nanobeam analysis (camera length 50 cm, measurement area about 30 nm in diameter).
As is clear from Table 2, the surrounding layer (the other part of Table 2) of the surface treatment layer 2 is arranged so as to surround the Ni—Sn alloy layer 21 (corresponding to the Ni—Sn alloy part in Table 2). In addition, it is composed of two layers having different characteristics. More specifically, in the fourth embodiment, a FeSn 2 layer, which is an Fe—Sn alloy layer, is formed as the first surrounding layer 22, and Sn is formed as the second surrounding layer 23 on the first surrounding layer 22 (FeSn 2 layer). It has a form in which a layer is formed.
When observing the surface morphology after detinning shown in FIG. 7B, a granular or acicular Ni—Sn alloy layer 21 was confirmed as in FIG. 7A, and the surrounding layer was an Fe—Sn alloy layer. You can see that there is. No exposure of pinholes or the underlying metal component (Fe), which is a disadvantage of corrosion, was confirmed, suggesting that the structure is hard to corrode even from the appearance.

<実施例5>
Niめっき量を0.03g/mとし、Snめっき量を1.4g/mとし、さらに後処理として、フッ化ジルコニウムを主成分とするpH3.0の処理浴中にて陰極電解処理を行い、次いで水洗いを行って乾燥させることにより形成させたZr酸化物(Zrの皮膜量が0.01g/m)を用いた以外は、実施例1と同様に行った。
<Example 5>
The amount of Ni plating was set to 0.03 g / m 2 , the amount of Sn plating was set to 1.4 g / m 2, and as a post-treatment, a cathodic electrolysis treatment was performed in a pH 3.0 treatment bath containing zirconium fluoride as a main component. Then, it carried out similarly to Example 1 except having used the Zr oxide (Zr coating amount of 0.01 g / m < 2 >) formed by washing with water and drying.

<実施例6>
Niめっき量を0.03g/mとし、Snめっき量を2.8g/mとした以外は、実施例1と同様に行った。
<Example 6>
Example 1 was repeated except that the amount of Ni plating was 0.03 g / m 2 and the amount of Sn plating was 2.8 g / m 2 .

<実施例7>
Niめっき量を0.03g/mとし、Snめっき量を2.8g/mとし、さらに後処理としてZr酸化物を用いた以外は、実施例1と同様に行った。
<Example 7>
Example 1 was repeated except that the Ni plating amount was 0.03 g / m 2 , the Sn plating amount was 2.8 g / m 2, and a Zr oxide was used as a post-treatment.

<実施例8>
Niめっき量を0.1g/mとし、Snめっき量を1.4g/mとした以外は、実施例1と同様に行った。
<Example 8>
Example 1 was repeated except that the amount of Ni plating was 0.1 g / m 2 and the amount of Sn plating was 1.4 g / m 2 .

<実施例9>
Niめっき量を0.25g/mとし、Snめっき量を2.8g/mとした以外は、実施例1と同様に行った。
<Example 9>
Example 1 was repeated except that the Ni plating amount was 0.25 g / m 2 and the Sn plating amount was 2.8 g / m 2 .

<実施例10>
Niめっき量を0.03g/mとし、Snめっき量を0.9g/mとした。後処理として、リン酸およびリン酸二水素ナトリウムを主成分とするpH2.4の処理液中にて陽極電解を行い、水洗を行った。さらに、硝酸アルミニウムを主成分とするpH3.0の処理浴中にて陰極電解処理を行い、次いで水洗いを行って乾燥させることで、表面処理鋼板上にP(リン)およびAl(アルミニウム)の酸化物を主成分とするコーティング層を形成させた。コーティング層のPおよびAlの皮膜量は0.002g/mおよび0.005g/mとした。上記以外は実施例1と同様に行った。
<Example 10>
The Ni plating amount was 0.03 g / m 2 , and the Sn plating amount was 0.9 g / m 2 . As a post-treatment, anodic electrolysis was performed in a treatment solution of pH 2.4 containing phosphoric acid and sodium dihydrogen phosphate as main components, and washing was performed with water. Further, by performing cathodic electrolytic treatment in a treatment bath containing aluminum nitrate as a main component and having a pH of 3.0, followed by washing with water and drying, oxidation of P (phosphorus) and Al (aluminum) on the surface-treated steel sheet is performed. A coating layer mainly composed of a product was formed. Coating amount of P and Al in the coating layer was 0.002 g / m 2 and 0.005 g / m 2. Except for the above, the procedure was the same as in Example 1.

<実施例11>
Niめっき量を0.04g/mとし、Snめっき量を1.2g/m、コーティング層のPおよびAlの皮膜量は0.002g/mおよび0.005g/mとした。上記以外は実施例10と同様に行った。
<Example 11>
Ni plating amount is 0.04g / m 2, Sn plating amount 1.2 g / m 2, coating amount of P and Al in the coating layer was 0.002 g / m 2 and 0.005 g / m 2. Except for the above, the procedure was the same as in Example 10.

<実施例12>
Niめっき量を0.03g/mとし、Snめっき量を0.9g/m、コーティング層のPおよびAlの皮膜量は0.002g/mおよび0.01g/mとした。上記以外は実施例11と同様に行った。
<Example 12>
The Ni plating amount was 0.03 g / m 2 , the Sn plating amount was 0.9 g / m 2 , and the coating amounts of P and Al of the coating layer were 0.002 g / m 2 and 0.01 g / m 2 . Except for the above, the procedure was the same as in Example 11.

<実施例13>
Niめっき量を0.03g/mとし、Snめっき量を1.4g/m、コーティング層のPおよびAlの皮膜量は0.002g/mおよび0.01g/mとした。上記以外は実施例11と同様に行った。 なお、実施例12および13について、ATC値の測定を行った。測定値を表5にそれぞれ示す。
<Example 13>
The Ni plating amount was 0.03 g / m 2 , the Sn plating amount was 1.4 g / m 2 , and the coating amounts of P and Al of the coating layer were 0.002 g / m 2 and 0.01 g / m 2 . Except for the above, the procedure was the same as in Example 11. The ATC values of Examples 12 and 13 were measured. Table 5 shows the measured values.

<比較例1>
Niめっき量を0.03g/mとし、Snめっき量を0.3g/mとした以外は、実施例1と同様に行った。
なお、この比較例1における表面処理層2の(a)表面形態に関する模式的な構造図、および(b)表面形態に関するSEM画像を図9に示す。
さらに、表面処理層2におけるEDX分析結果とNBD(Nano−Beam−Diffraction)を用いた結晶構造の解析につき、図10に測定点を示すTEM像を、表3にその分析結果をそれぞれ示す。
<Comparative Example 1>
Example 1 was repeated except that the amount of Ni plating was 0.03 g / m 2 and the amount of Sn plating was 0.3 g / m 2 .
FIG. 9 shows (a) a schematic structural diagram of the surface morphology of the surface treatment layer 2 in Comparative Example 1, and (b) an SEM image of the surface morphology.
Further, regarding the results of the EDX analysis on the surface treatment layer 2 and the analysis of the crystal structure using NBD (Nano-Beam-Diffraction), a TEM image showing measurement points is shown in FIG.

<比較例2>
Niめっき量を0.5g/mとし、Snめっき量を0.7g/mとした以外は、実施例1と同様に行った。
<Comparative Example 2>
Example 1 was repeated except that the Ni plating amount was 0.5 g / m 2 and the Sn plating amount was 0.7 g / m 2 .

<比較例3>
Niめっき量を0.5g/mとし、Snめっき量を0.4g/mとした以外は、実施例1と同様に行った。
<Comparative Example 3>
Example 1 was repeated except that the amount of Ni plating was 0.5 g / m 2 and the amount of Sn plating was 0.4 g / m 2 .

<比較例4>
Niめっき量を0.1g/mとし、Snめっき量を0.3g/mとした以外は、実施例1と同様に行った。
<Comparative Example 4>
Example 1 was repeated except that the amount of Ni plating was 0.1 g / m 2 and the amount of Sn plating was 0.3 g / m 2 .

<比較例5>
Niめっき量を0.9g/mとし、Snめっき量を1.6g/mとした以外は、実施例1と同様に行った。
なお、この比較例5における表面処理層2の(a)表面形態に関する模式的な構造図、および(b)表面形態に関するSEM画像を図11に示す。
<Comparative Example 5>
Example 1 was repeated except that the amount of Ni plating was 0.9 g / m 2 and the amount of Sn plating was 1.6 g / m 2 .
FIG. 11 shows (a) a schematic structural diagram of the surface morphology of the surface treatment layer 2 in Comparative Example 5, and (b) an SEM image of the surface morphology.

<比較例6>
Niめっき量を1.5g/mとし、Snめっき量を0.4g/mとした以外は、実施例1と同様に行った。
<Comparative Example 6>
Example 1 was repeated except that the amount of Ni plating was 1.5 g / m 2 and the amount of Sn plating was 0.4 g / m 2 .

<比較例7>
Niめっき量を1.5g/mとし、Snめっき量を2.8g/mとした以外は、実施例1と同様に行った。
<Comparative Example 7>
Example 1 was repeated except that the amount of Ni plating was 1.5 g / m 2 and the amount of Sn plating was 2.8 g / m 2 .

<参考例1>
従来技術の一例として、Niめっきは行わず、Snめっき量を2.8g/mとしたSnめっきを施した以外は実施例1と同様に行った。
<Reference Example 1>
As an example of the prior art, the same procedure as in Example 1 was performed except that Ni plating was not performed and Sn plating was performed with the Sn plating amount being 2.8 g / m 2 .

<参考例2>
従来技術の一例として、Niめっきについては以下に示す条件のワット浴を用いてNi−Feのめっき量を0.03g/mとし、Snめっき量を0.9g/mとし、後処理としてクロメート処理を行った以外は実施例1と同様に行った。
なお、この参考例2における表面処理層2の(a)表面形態に関するSEM画像、および(b)脱錫後の表面形態に関するSEM画像を図12に示す。
<Reference Example 2>
As an example of the prior art, for Ni plating, the amount of Ni—Fe plating is set to 0.03 g / m 2 and the amount of Sn plating is set to 0.9 g / m 2 using a Watt bath under the following conditions. The same operation as in Example 1 was performed except that the chromate treatment was performed.
FIG. 12 shows an SEM image of (a) the surface morphology of the surface treatment layer 2 and (b) an SEM image of the surface morphology after detinning in Reference Example 2.

<ワット浴でのめっき浴およびめっき条件>
硫酸ニッケル 240g/L
塩化ニッケル 45g/L
ホウ酸 30g/L
添加剤(サッカリン等) 2g/L
pH 4.0
浴温 45℃
電流密度 5A/dm
<Plating bath and plating conditions in Watt bath>
Nickel sulfate 240g / L
Nickel chloride 45g / L
Boric acid 30g / L
Additives (saccharin etc.) 2g / L
pH 4.0
Bath temperature 45 ° C
Current density 5A / dm 2

<参考例3>
従来技術の一例として、Niめっきは行わず、Snめっき量を1.3g/mとしたSnめっきを施し、後処理としてクロメート処理を行った以外は実施例1と同様に行った。
なお、この参考例3における表面処理層2の(a)表面形態に関するSEM画像、および(b)脱錫後の表面形態に関するSEM画像を図13に示す。
さらに、表面処理層2におけるEDX分析結果とNBD(Nano−Beam−Diffraction)を用いた結晶構造の解析につき、図14に測定点を示すTEM像を、表4にその分析結果をそれぞれ示す。
<Reference Example 3>
As an example of the prior art, the same process as in Example 1 was performed except that Ni plating was not performed, Sn plating was performed with a Sn plating amount of 1.3 g / m 2, and chromate treatment was performed as a post-treatment.
FIG. 13 shows (a) an SEM image of the surface morphology of the surface treatment layer 2 in Reference Example 3 and (b) an SEM image of the surface morphology after detinning.
Further, regarding the results of the EDX analysis of the surface treatment layer 2 and the analysis of the crystal structure using NBD (Nano-Beam-Diffraction), a TEM image showing measurement points is shown in FIG.

また、参考例2および3について、ATC値の測定を行った。測定値を表5にそれぞれ示す。なお、ATC値とは、酸性食品中での耐食性を示す値である。   The ATC values of Reference Examples 2 and 3 were measured. Table 5 shows the measured values. The ATC value is a value indicating the corrosion resistance in an acidic food.

<ATC値の測定方法>
表面処理板の金属Sn(フリーSn)を水酸化ナトリウム水溶液中で電解を行うことにより溶解させ、合金層を露出した試験片を作製した。試験液として、グレープフルーツ(サントリー製サンフェスタグレープフルーツ100)1300mlを蒸留水200mlで薄め、塩化第一錫0.285gおよびソルビン酸カリウム0.9gを添加熟成後、試験液とした。試験液中で試験片とSnとをカップルさせ窒素ガス雰囲気中、27℃で20時間後のカップル電流を測定した。
<Method of measuring ATC value>
Metal Sn (free Sn) of the surface-treated plate was dissolved by performing electrolysis in an aqueous sodium hydroxide solution to prepare a test piece with the alloy layer exposed. As a test solution, 1300 ml of grapefruit (Sunfesta Grapefruit 100 manufactured by Suntory) was diluted with 200 ml of distilled water, and 0.285 g of stannous chloride and 0.9 g of potassium sorbate were added and aged, and the test solution was obtained. The test piece and Sn were coupled in the test solution, and the couple current after 20 hours at 27 ° C. in a nitrogen gas atmosphere was measured.

以上の各実施例、比較例および参考例では、次に示す手法にて皮膜量の測定や表面形態の観察、各種評価を行った。
<NiおよびSnの皮膜量測定>
表面処理鋼板のNiおよびSnの皮膜量は、蛍光X線装置(蛍光X線分析装置(リガク社製、ZSX100e)により測定した。
In each of the above examples, comparative examples, and reference examples, measurement of the amount of the film, observation of the surface morphology, and various evaluations were performed by the following methods.
<Measurement of Ni and Sn film amount>
The amounts of Ni and Sn films on the surface-treated steel sheet were measured by a fluorescent X-ray apparatus (X-ray fluorescent analyzer (ZSX100e, manufactured by Rigaku Corporation)).

<表面形態の測定(観察)方法>
表面処理層の表面形態は、SEM(走査型電子顕微鏡)を用いた観察により行った。
析出粒子の構成はTEM(透過型電子顕微鏡)を用いた断面観察にて行った。
表面処理層中に存在する化合物の同定は結晶回折により行った。また、TEM−EDX(エネルギー分散型X線分光法)での点分析にて、表面処理層中に存在するNi、SnおよびFeの定量分析を行った。
<Surface morphology measurement (observation) method>
The surface morphology of the surface treatment layer was determined by observation using a scanning electron microscope (SEM).
The configuration of the precipitated particles was determined by cross-sectional observation using a TEM (transmission electron microscope).
The compound present in the surface treatment layer was identified by crystal diffraction. Further, quantitative analysis of Ni, Sn and Fe present in the surface treatment layer was performed by point analysis using TEM-EDX (energy dispersive X-ray spectroscopy).

<塗料密着性および耐食性の評価方法>
得られた有機樹脂被覆鋼板について、モデル液中での塗料密着性および耐食性を評価した。なお、モデル液としては、酢酸0.5重量%および塩化ナトリウム(食塩)1.5重量%の混合水溶液、酢酸0.5%重量%水溶液、およびクエン酸1.5%と塩化ナトリウム(食塩)1.5重量%の混合水溶液を用いた。
より具体的には、表面処理鋼板に有機樹脂層を形成してなる有機樹脂被覆鋼板を用いて絞り比2.0の浅絞り缶(容器)を作製し、缶側壁部に基材に達するキズ(クロスカット)を付与した。その後、モデル液中にて温度125℃で30分間のレトルト処理を行った後、37℃環境下で2週間経時した。2週間経時後のクロスカット周囲の腐食状況を目視にて観察し、以下の基準で評価した。
<Method for evaluating paint adhesion and corrosion resistance>
With respect to the obtained organic resin-coated steel sheet, paint adhesion and corrosion resistance in a model liquid were evaluated. Examples of the model liquid include a mixed aqueous solution of 0.5% by weight of acetic acid and 1.5% by weight of sodium chloride (salt), an aqueous solution of 0.5% by weight of acetic acid, and 1.5% of citric acid and sodium chloride (salt). A 1.5% by weight mixed aqueous solution was used.
More specifically, a shallow drawn can (container) having a draw ratio of 2.0 is produced using an organic resin-coated steel sheet obtained by forming an organic resin layer on a surface-treated steel sheet, and a scratch reaching the base material on the side wall of the can. (Cross cut). After that, a retort treatment was performed in a model solution at a temperature of 125 ° C. for 30 minutes, and then aged for 2 weeks in a 37 ° C. environment. The corrosion state around the cross cut after a lapse of 2 weeks was visually observed and evaluated according to the following criteria.

[塗料密着性評価]
塗料密着性評価は、後述する全ての実施例及び比較例について行った。
3点:目視で判定した結果、塗料の剥離がクロスカット部より2mm以内であった。
2点:目視で判定した結果、塗料の剥離がクロスカット部より2mmを超え5mm以内で認められた。
1点:目視で判定した結果、塗料の剥離がクロスカット部より5mmを超える範囲で認められた。
なお、塗料密着性の評価において、上記基準で評価が2点以上である場合には、かような表面処理鋼板を、飲食缶用途として用いた際に十分な塗料密着性を有するものであると判断した。
[Coating adhesion evaluation]
The paint adhesion evaluation was performed for all Examples and Comparative Examples described below.
3 points: As a result of the visual judgment, the peeling of the paint was within 2 mm from the cross cut portion.
2 points: As a result of visual judgment, peeling of the paint was recognized in a range of more than 2 mm and less than 5 mm from the cross cut portion.
1 point: As a result of visual judgment, the peeling of the paint was recognized in a range exceeding 5 mm from the cross cut portion.
In addition, in the evaluation of paint adhesion, if the evaluation is 2 or more in the above criteria, such a surface-treated steel sheet, when used as a food and beverage cans, it has sufficient paint adhesion It was judged.

[耐食性評価]
耐食性評価は、全ての実施例及び比較例について行った。
3点:目視で判定した結果、参考例2と比較して腐食の程度が同等であった。
2点:目視で判定した結果、参考例2と比較して腐食の程度がわずかに大きかった。
1点:目視で判定した結果、参考例2と比較して明らかに腐食の程度が大きかった。
なお、耐食性の評価においては、上記基準で評価が2点以上である場合に、表面処理鋼板を、飲食缶用途として用いた際に十分な耐食性を有するものであると判断した。
[Corrosion resistance evaluation]
The corrosion resistance evaluation was performed for all Examples and Comparative Examples.
3 points: As a result of visual judgment, the degree of corrosion was equivalent to that of Reference Example 2.
2 points: As a result of visual judgment, the degree of corrosion was slightly larger than that in Reference Example 2.
1 point: As a result of visual judgment, the degree of corrosion was clearly higher than that of Reference Example 2.
In the evaluation of corrosion resistance, it was determined that the surface-treated steel sheet had sufficient corrosion resistance when used for food and drink cans when the evaluation was 2 or more according to the above criteria.

<溶接性の評価方法>
有機樹脂被覆鋼板又は表面処理鋼板の溶接性は、表面抵抗を測定することにより評価した。より具体的には、例えば表面処理鋼板に接触荷重100gfを負荷し、負荷から除荷に至る1サイクルの中で、設定荷重(例えば100gf)到達時にその抵抗を測定した。測定に際しては、(株)山崎精機研究所製の電気接点シミュレーターCRS−153−AU型を用いて行った。
なお溶接性評価は全ての実施例及び比較例について行った。
3点:抵抗値で判定した結果、参考例2と比較して同等かそれ以下であった。
2点:抵抗値で判定した結果、参考例2と比較して抵抗値が2倍以内であった。
1点:抵抗値で判定した結果、参考例2と比較して抵抗値が2倍を超えた。
なお、溶接性の評価においては、上記基準で評価が3点以上である場合に、表面処理鋼板を、飲食缶用途として用いた際に十分な溶接性を有するものであると判断した。
<Weldability evaluation method>
The weldability of the organic resin-coated steel sheet or the surface-treated steel sheet was evaluated by measuring the surface resistance. More specifically, for example, a contact load of 100 gf was applied to a surface-treated steel sheet, and the resistance was measured when a set load (for example, 100 gf) was reached in one cycle from loading to unloading. The measurement was performed using an electric contact simulator CRS-153-AU manufactured by Yamazaki Seiki Laboratory Co., Ltd.
The evaluation of the weldability was performed for all Examples and Comparative Examples.
3 points: As a result of the judgment based on the resistance value, it was equal to or less than that of Reference Example 2.
2 points: As a result of the judgment based on the resistance value, the resistance value was within 2 times as compared with Reference Example 2.
1 point: As a result of the judgment based on the resistance value, the resistance value was more than double as compared with Reference Example 2.
In the evaluation of weldability, it was determined that the surface-treated steel sheet had sufficient weldability when used for food and drink cans when the evaluation was 3 or more according to the above criteria.

以上説明した各実施例、比較例および参考例に関する材料と皮膜量、表面形態を表5に示すとともに、各種評価の結果を表6に示す。耐食性評価はモデル液での評価であり、従来技術(参考例1から3)では適用されていない内容物もある。本発明で得られた表面処理板のATC値は比較例2および3よりも小さく、耐食性に優れることが示された。今回用いたモデル液での評価以外でも本発明が耐食性に優れることが示唆されるものである。   Table 5 shows the materials, film amounts, and surface morphologies for each of the examples, comparative examples, and reference examples described above, and Table 6 shows the results of various evaluations. The corrosion resistance evaluation is an evaluation using a model liquid, and there are some contents that are not applied in the related art (Reference Examples 1 to 3). The ATC value of the surface-treated plate obtained in the present invention was smaller than Comparative Examples 2 and 3, indicating that it had excellent corrosion resistance. It is suggested that the present invention is excellent in corrosion resistance other than the evaluation using the model liquid used this time.

実施例は写真のような粒子が確認されたが、比較例および参考例では確認されていない。表面処理鋼板の表面に存在する金属錫をアルカリ溶液中にて電解処理を行い、金属錫を溶解させた場合の合金層の形態を写真に示す。これにおいても、実施例は写真のような粒子が確認されたが、比較例および参考例では確認されていない。   In Examples, particles as shown in the photograph were confirmed, but not in Comparative Examples and Reference Examples. The photograph shows the form of the alloy layer when the metal tin existing on the surface of the surface-treated steel sheet is subjected to electrolytic treatment in an alkaline solution to dissolve the metal tin. Also in this example, particles as in the photograph were confirmed in the examples, but were not confirmed in the comparative examples and the reference examples.

なお上記した実施形態と各実施例は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。   The above-described embodiment and each example can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

以上説明したように、本発明の表面処理鋼板、有機樹脂被覆鋼板およびそれを用いた容器は、耐食性、塗料密着性および溶接性を同時に高い次元で備えており、広い分野の産業への適用が可能である。   As described above, the surface-treated steel sheet, the organic resin-coated steel sheet and the container using the same of the present invention have corrosion resistance, paint adhesion and weldability at the same time at a high level, and are applicable to a wide range of industries. It is possible.

1 基材
2 表面処理層
21 Ni−Sn合金層
22 第一包囲層
23 第二包囲層
3 コーティング層
4 有機樹脂層
ST 表面処理鋼板
RT 有機樹脂被覆鋼板
C 容器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material 2 Surface treatment layer 21 Ni-Sn alloy layer 22 First surrounding layer 23 Second surrounding layer 3 Coating layer 4 Organic resin layer ST Surface treated steel sheet RT Organic resin coated steel sheet C Container

Claims (11)

基材と、
前記基材上に形成されるとともに、粒状又は針状のNi−Sn合金層と、前記Ni−Sn合金の他部に配置されるFe−Sn合金層及びSn層とを含む表面処理層と、
を備え
前記表面処理層において、前記Ni−Sn合金層は、前記Fe−Sn合金層及び前記Sn層に囲まれていることを特徴とする表面処理鋼板。
A substrate,
Formed on the base material, a granular or acicular Ni-Sn alloy layer, and a surface treatment layer including an Fe-Sn alloy layer and a Sn layer disposed on the other part of the Ni-Sn alloy,
Equipped with a,
The surface-treated steel sheet , wherein in the surface-treated layer, the Ni-Sn alloy layer is surrounded by the Fe-Sn alloy layer and the Sn layer .
前記表面処理層におけるSnとNiとの比であるSn/Niが、at%の比において5.0〜70である請求項1に記載の表面処理鋼板。   2. The surface-treated steel sheet according to claim 1, wherein Sn / Ni, which is a ratio of Sn to Ni in the surface-treated layer, is 5.0 to 70 at a ratio of at%. 前記Ni−Sn合金は、その構造が主としてNiSnであるとともにFeを更に含有し、
前記Feの含有率が10at%以下である請求項1又は2に記載の表面処理鋼板。
The Ni-Sn alloy further contains Fe with its structure is mainly Ni 3 Sn 4,
The surface-treated steel sheet according to claim 1 or 2, wherein the Fe content is 10 at% or less.
前記Ni−Sn合金の他部に配置されるFe−Sn合金層は、FeSnを含む請求項1〜3のいずれか一項に記載の表面処理鋼板。 The FeSn alloy layer disposed on the other portion of the Ni-Sn alloy, surface-treated steel sheet according to claim 1 containing FeSn 2. 隣り合うNi−Sn合金層の間には前記Fe−Sn合金層が介在するとともに、前記Ni−Sn合金層と前記Fe−Sn合金層を覆うように前記Sn層が形成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の表面処理鋼板。 The Fe-Sn alloy layer is interposed between adjacent Ni-Sn alloy layers, and the Sn layer is formed so as to cover the Ni-Sn alloy layer and the Fe-Sn alloy layer. The surface-treated steel sheet according to any one of claims 1 to 4. 前記表面処理層上、又は前記基材のうち前記表面処理層とは反対側に、Zr、Ti、及びAlの少なくとも1つ以上の酸化物を含むコーティング層が形成されてなる請求項1〜5のいずれか一項に記載の表面処理鋼板。   A coating layer containing at least one oxide of Zr, Ti, and Al is formed on the surface treatment layer or on a side of the substrate opposite to the surface treatment layer. The surface-treated steel sheet according to any one of the above. 前記コーティング層が、Pの酸化物を含む請求項6に記載の表面処理鋼板。   The surface-treated steel sheet according to claim 6, wherein the coating layer contains an oxide of P. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の表面処理鋼板上に有機樹脂層が更に被覆されてなる有機樹脂被覆鋼板。   An organic resin-coated steel sheet obtained by further coating an organic resin layer on the surface-treated steel sheet according to claim 1. 請求項8に記載の有機樹脂被覆鋼板から成る容器。   A container comprising the organic resin-coated steel sheet according to claim 8. 基材にNiめっきを行うことで、当該基材上に粒状に析出したNi層を形成する工程と、
前記Ni層が形成された基材に対してSnめっきを行うことで、前記Ni層上にSn層を形成する工程と、
前記Ni層および前記Sn層が形成された基材に対して溶融加熱処理を行うことで、粒状又は針状のNi−Sn合金層と、前記Ni−Sn合金を囲むように配置するFe−Sn合金層及びSn層とを含む表面処理層を前記基材上に形成する工程と、
を含むことを特徴とする表面処理鋼板の製造方法。
Performing a Ni plating on the base material to form a Ni layer precipitated in a granular form on the base material;
Forming a Sn layer on the Ni layer by performing Sn plating on the substrate on which the Ni layer is formed;
By performing a melting heat treatment on the base material on which the Ni layer and the Sn layer are formed, a granular or acicular Ni—Sn alloy layer and Fe—Sn disposed so as to surround the Ni—Sn alloy Forming a surface treatment layer including an alloy layer and a Sn layer on the base material;
A method for producing a surface-treated steel sheet, comprising:
前記NiめっきにおけるNiめっき量は、0.01
〜0.3g/mであり、
前記SnめっきにおけるSnめっき量は、0.4〜3.0g/mである請求項10に記載の表面処理鋼板の製造方法。
The amount of Ni plating in the Ni plating is 0.01
0.30.3 g / m 2 ,
Sn plating amount in the Sn plating, a method for producing a surface-treated steel sheet according to claim 10 which is 0.4~3.0g / m 2.
JP2015223918A 2015-07-21 2015-11-16 Surface-treated steel sheet, method for producing the same, and container using the surface-treated steel sheet Active JP6650251B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/070620 WO2017014117A1 (en) 2015-07-21 2016-07-12 Surface-treated steel sheet, method for manufacturing same, and container in which said surface-treated steel sheet is used

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015144390 2015-07-21
JP2015144390 2015-07-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017025402A JP2017025402A (en) 2017-02-02
JP6650251B2 true JP6650251B2 (en) 2020-02-19

Family

ID=57950188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015223918A Active JP6650251B2 (en) 2015-07-21 2015-11-16 Surface-treated steel sheet, method for producing the same, and container using the surface-treated steel sheet

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6650251B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017025402A (en) 2017-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2857557B1 (en) Surface-treated steel sheet for container having excellent processing adhesion to resin, method for manufacturing same, and can
JP6493519B2 (en) Steel plate for can and manufacturing method thereof
EP2551378B1 (en) Steel sheet for vessel having excellent corrosion resistance
JPWO2017098994A1 (en) Steel plate for can and manufacturing method thereof
JP6119930B2 (en) Steel plate for container and method for producing steel plate for container
JP6658878B2 (en) Steel plate for containers
WO2017018286A1 (en) Surface-treated steel sheet, method for producing same, and container using said surface-treated steel sheet
JP6650251B2 (en) Surface-treated steel sheet, method for producing the same, and container using the surface-treated steel sheet
US20160002809A1 (en) Method of producing surface-treated steel sheet
WO2017014117A1 (en) Surface-treated steel sheet, method for manufacturing same, and container in which said surface-treated steel sheet is used
JP6119931B2 (en) Steel plate for container and method for producing steel plate for container
KR102088247B1 (en) Manufacturing method of container steel plate and container steel plate
JP6787500B2 (en) Steel sheet for cans and its manufacturing method
JP6635761B2 (en) Surface-treated steel sheet, method for producing the same, and container using the surface-treated steel sheet
JP6590651B2 (en) Surface-treated steel sheet, method for producing the same, and container using the surface-treated steel sheet
JPWO2015186827A1 (en) Steel plate for containers
WO2017018289A1 (en) Surface-treated steel sheet, method for producing same, and container using said surface-treated steel sheet
JP7284372B2 (en) Steel plates for containers
WO2021261155A1 (en) Surface-treated steel sheet, metal container, and method for manufacturing surface-treated steel sheet
JP6220226B2 (en) Method for producing surface-treated steel sheet, surface-treated steel sheet, and organic resin-coated metal container
TWI537124B (en) Steel sheet for container and method of manufacturing the same
JP6003910B2 (en) Steel plate for container and method for producing the same
JPH06116747A (en) Blank for welded can having excellent high speed seam-weldability, corrosion resistance, heat resistance and coating adhesion

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151209

AA64 Notification of invalidation of claim of internal priority (with term)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764

Effective date: 20151208

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180725

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190521

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190712

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190910

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191202

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20191209

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200120

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6650251

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250