JPWO2012002360A1 - 容器用鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2010年6月29日に、日本に出願された特願2010−147860号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
何れの缶種においても、製缶前後に塗装工程が不可欠な工程である。塗装には、溶剤系もしくは水系の塗料が使用され、その後、焼付けが行われるが、この塗装工程において、塗料に起因する廃棄物(廃溶剤等)が産業廃棄物として排出され、排ガス(主に炭酸ガス)が大気に放出されている。近年、地球環境保全を目的とし、これら産業廃棄物や排ガスを低減しようとする取組みが行われている。この中で、塗装に代わるものとしてフィルムをラミネートする技術が注目され、急速に広まってきた。
また、3ピース缶においては、特許文献5「スリーピース缶用フィルム積層鋼帯およびその製造方法」、特許文献6「缶外面に多層有機皮膜を有するスリーピース缶」、特許文献7「ストライプ状の多層有機皮膜を有すスリーピース缶用鋼板」、特許文献8「3ピース缶ストライプラミネート鋼板の製造方法」が挙げられる。
(1)本発明の第一の態様は、冷延鋼板と、Snイオン、Feイオン、及びNiイオンの少なくとも一種の金属イオンと、Zrイオンと、硝酸イオンと、アンモニウムイオンとを含む溶液中で電解処理されることにより前記冷延鋼板上に形成される複合皮膜とを備え、前記複合皮膜が、金属Zr換算量で0.1mg/m2〜100mg/m2のZrと、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSn、金属Fe換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のFe、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiの少なくとも一種とを備える容器用鋼板である。
(2)上記(1)に記載の容器用鋼板では、前記溶液が、リン酸イオン及びフェノール樹脂の少なくとも一種を更に含み、前記複合皮膜が、P換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のリン酸化合物、及びC換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のフェノール樹脂の少なくとも一種を更に含んでもよい。
(3)上記(2)に記載の容器用鋼板では、前記溶液がフッ素イオンを更に含み、前記複合皮膜が、F換算量で0.1mg/m2以下のフッ素化合物を更に含んでもよい。
(4)上記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の容器用鋼板では、前記冷延鋼板が、少なくとも片面に、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSnを有するSnめっき層、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiを有するNiめっき層の少なくとも一種を有してもよい。
(5)上記(4)に記載の容器用鋼板では、前記冷延鋼板の前記少なくとも片面が前記Snめっき層を有し、前記Snめっき層の少なくとも一部が溶融溶錫処理により前記冷延鋼板と合金化されていてもよい。
(6)上記(4)に記載の容器用鋼板では、前記冷延鋼板の前記少なくとも片面が前記Snめっき層を有し、前記Snめっき層の下に、Niめっき層、Fe−Ni合金めっき層、又はNiめっき後の熱処理によるNi拡散めっき層を有してもよい。
(7)上記(6)に記載の容器用鋼板では、前記冷延鋼板の前記少なくとも片面が前記Snめっき層を有し、前記Snめっき層の一部または全部が溶融溶錫処理により前記冷延鋼板と合金化されていてもよい。
(8)本発明の第二の態様は、冷延鋼板を、Snイオン、Feイオン、及びNiイオンの少なくとも一種の金属イオンと、Zrイオンと、硝酸イオンと、アンモニウムイオンとを含む溶液中で電解処理し、前記冷延鋼板上に析出させることにより、金属Zr換算量で0.1mg/m2〜100mg/m2のZrと、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSn、金属Fe換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のFe、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiの少なくとも一種と、を含む複合皮膜を形成する、容器用鋼板の製造方法である。
(9)上記(8)に記載の容器用鋼板の製造方法では、前記冷延鋼板が、少なくとも片面に、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSnを有するSnめっき層、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiを有するNiめっき層の少なくとも一種を有してもよい。
(10)上記(8)に記載の容器用鋼板の製造方法では、前記溶液が、リン酸イオン、フェノール樹脂の少なくとも一種を更に含み、前記複合皮膜が、P換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のリン酸化合物、及びC換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のフェノール樹脂の少なくとも一種を更に含んでもよい。
(11)上記(8)〜(10)のいずれか一項に記載の容器用鋼板の製造方法では、前記冷延鋼板に前記複合皮膜を形成した後、40℃以上の温水で0.5秒以上の浸漬処理あるいはスプレー処理による洗浄処理を行ってもよい。
また、処理液中にCrイオンが存在するとZr皮膜とSn、Ni等を同時に析出する前に電解処理でクロメート皮膜が形成され、Zr皮膜の形成を阻害する為、処理液中のCrイオンの除去が必要であることも見出している。
(1)金属Zr換算量で0.1mg/m2〜100mg/m2のZrと、
(2)金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSn、金属Fe換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のFe、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiの少なくとも一種と、
を含む。
なお、「複合皮膜」とは、上記金属元素を含むものであればよく、その形態は限定されない。すなわち、上記金属元素が金属単体、それぞれの合金だけでなく、その一部が酸化物、水酸化物、ハロゲン化物、リン酸化合物等の化合物として含有されていてもよい。
また、複合皮膜は均一組成でなくてもよく、それぞれの構成元素あるいは一部の構成元素が分離した層状構造であってもよいし、被膜の厚み方向に構成元素がグラデーションしていてもよい。
より高品質な複合被膜が形成できるという点で、前記原板が、Snめっきの前にNiめっき層、Fe−Ni合金めっき層、Niめっき後の熱処理によるNi拡散めっき層を付与した鋼板であることが好ましく、前記原板が、Snめっき後、溶融溶錫処理によりSnめっきの一部または全部を下地金属と合金化させてなることがより好ましい。
以下、複合皮膜を構成する金属の役割について説明する。
複合皮膜において、Zrの役割は、フィルム密着性、一次塗料密着性、二次塗料密着性、塗膜下耐食性、無塗装耐食性の確保であるが、これに加え、内容物に含まれる硫黄化合物と地鉄やSn、Niが反応して黒色の硫化物を形成する硫化黒変を防止する役割もある。Zrは、酸化Zr、水酸化Zr、フッ化Zr、リン酸Zr等のZr化合物あるいはこれらの複合体から構成されるが、これらのZr化合物は優れたフィルム密着性、一次塗料密着性、二次塗料密着性、塗膜下耐食性、無塗装耐食性および耐硫化黒変性を有している。
複合皮膜中のZrが金属Zr量で0.1mg/m2以上になるとフィルム密着性、一次塗料密着性、二次塗料密着性、塗膜下耐食性、無塗装耐食性が向上し始めるが、実用上、安定した問題ないレベルの耐食性と密着性を確保するには、金属Zr換算量で1mg/m2以上にすることが好ましい。
更に、複合皮膜中のZr量が増加するとフィルム密着性、一次塗料密着性、二次塗料密着性、塗膜下耐食性、無塗装耐食性の向上効果も増加するが、Zr量が金属Zr換算量で100mg/m2を超えると、複合皮膜自体のフィルム密着性、一次塗料密着性、二次塗料密着性が劣化すると共に電気抵抗が上昇し溶接性が劣化する上、金属Snの優れた犠牲防食能による無塗装耐食性を損ない、有機酸含有の内容物中でのSnの均一溶解性を阻害する。従って、Zr皮膜付着量は金属Zr量で0.1〜100mg/m2にする必要がある。
Snは通常、金属、あるいは合金の形態で複合皮膜中に含まれるが、酸化物など化合物の形態でもよい。Snは優れた製缶加工性、塗膜下耐食性、無塗装耐食性、溶接性を発揮する。この効果が発現するのは、複合皮膜中に金属Snとして0.3g/m2以上必要である。複合皮膜中のSn量は、高速で十分な溶接性を確保するためには金属Sn換算量で0.5g/m2以上、十分な無塗装耐食性を確保するためには、金属Sn換算量で2g/m2以上付与することが望ましい。Sn付着量の増加に伴い、Snの優れた製缶加工性、塗膜下耐食性、無塗装耐食性、溶接性の向上効果は増加するが、20g/m2を超えてもその向上効果が飽和するため経済的に不利である。従って、Snの付着量は金属Sn換算量で20g/m2以下で良い。また、Snめっき後にSnリフロー処理(溶融溶錫処理)を行うことによりSn合金層が形成され耐食性がより一層向上する。
Feは通常、金属、あるいは合金の形態で複合皮膜中に含まれるが、酸化物など化合物の形態でもよい。Feは溶接性にその効果を発揮する。この効果が発現するのは、複合皮膜中に金属Fe換算量で、5mg/m2以上のFeが必要である。Feの付着量の増加に伴い、溶接性の向上効果は増加するが、2000mg/m2を超えてもその向上効果が飽和するため経済的に不利である。従って、Feの付着量は金属Fe換算量で5mg/m2以上、2000mg/m2以下で良い。
Niは通常、金属、あるいは合金の形態で複合皮膜中に含まれるが、酸化物など化合物の形態でもよい。Niは一次塗料密着性、二次塗料密着性、フィルム密着性、塗膜下耐食性、溶接性にその効果を発揮する。この効果が発現するのは、複合皮膜中に金属Ni換算量で5mg/m2以上のNiが必要である。高速で十分な溶接性と十分な塗膜下耐食性を確保するためには、150mg/m2以上付与することが望ましい。Niの付着量の増加に伴い、Niの優れたフィルム密着性、塗膜下耐食性、溶接性の向上効果は増加するが、2000mg/m2以上を超えてもその向上効果が飽和するため経済的に不利である。従って、Niの付着量は金属Ni換算量で5mg/m2以上、2000mg/m2以下で良い。
なお、単に上記溶液に鋼板を浸漬して、皮膜を形成する方法もあるが、浸漬処理では、下地をエッチングしてZr皮膜が形成される為、付着が不均一になり、本実施形態に係る容器用鋼板における複合皮膜を形成することは難しい。
陰極電解処理では、強制的な電荷移動および鋼板界面での水素イオン消費によるpH上昇が起こり、Zr皮膜の付着促進効果も相俟って、均一な皮膜が数秒から数十秒程度の短時間処理が可能であることから、工業的には極めて有利であるためである。また、硝酸イオンは陰極電解によって還元され、水酸化物イオンを放出する為、鋼板界面のpH上昇を促進する。アンモニウムイオンは、特に不溶性陽極を使用する際、亜硝酸イオンや硝酸イオンに還元され、陰極で消費された硝酸イオンの補給する効果に加え、pHを安定化する効果も有しているという利点もある。
(1)Zrを主体とするZr皮膜層と、
(2)Sn、Fe、及びNiの少なくとも一種を主体とする皮膜層と
からなり、複合皮膜の表皮が前記(1)Zrを主体とするZr皮膜層で構成されていることが好ましい。
即ち、Snイオン、Feイオン、及びNiイオンの少なくとも一種の金属イオンと、Zrイオンと、硝酸イオンと、アンモニウムイオンとを含む溶液中で原板を電解処理し、原板上に上記金属化合物を含む複合皮膜を形成した場合に、この複合皮膜が、原板上にSn、Fe、及びNiの少なくとも一種を主体とする皮膜層が形成され、その上にZrを主体とするZr皮膜層が形成される、いわゆる複合皮膜に皮膜構成金属成分のグラデーションが存在する容器用鋼板であることが好ましい。
(1)金属Zr換算量で0.1mg/m2〜100mg/m2のZrと、
(2)金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSn、金属Fe量で5mg/m2〜2000mg/m2のFe、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiと、
(3)P換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のリン酸化合物及びC換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のフェノール樹脂の少なくとも一種と、
を含むことが好ましい。
このような(3)リン酸及びフェノール樹脂の少なくとも一種を含む複合膜は、上記溶液に、更に、フッ素イオン、リン酸イオン、及びフェノール樹脂の少なくとも一種を加えた溶液中で鋼板を電解処理することによって得ることができる。
なお、(3)リン酸及びフェノール樹脂の少なくとも一種を含む複合膜を形成する場合も上述と同様に電解処理により行う方法により行うことができる。
一方、複合膜中に取り込まれたFは、塗料やフィルムの通常の密着性(一次密着性)には影響を及ぼさないが、レトルト処理などの高温殺菌処理時の密着性(二次密着性)やレトルト後耐錆性あるいは塗膜下耐食性を劣化させる原因となる。これは、水蒸気や腐食液に皮膜中のフッ素イオンが溶出し、有機皮膜との結合を分解、或いは、下地鋼板を腐食することが原因と考えられる。そのため、複合皮膜中のフッ素化合物含有量が、F換算量で0.1mg/m2を超えると、これらの諸特性の劣化が顕在化し始めることから、複合皮膜中のフッ素化合物含有量は、F換算量で0.1mg/m2以下にすることが好ましい。
式(I)において、X1は、それぞれの構成単位において独立に水素原子または下記の式(II)で表されるZ1基を表し、Y1は、水素原子、水酸基、C1〜C5のアルキル基、C1〜C5のヒドロキシアルキル基、C6〜C12のアリール基、ベンジル基または下記の式(III)で表される基を表し、Y2は、水素原子を表すか、またはY1とY1に隣接する位置に存在する場合のY2は、Y1とY2との間の結合も含めて一体となって縮合ベンゼン環を形成することができる。ここにおいて、Z1基+Z2基の導入率はベンゼン環1個あたり0.2〜1.0個である。
Snイオン、Feイオン、Niイオン濃度:10〜30000ppm程度
Zrイオン濃度 :100〜20000ppm程度
アンモニウムイオンの濃度:100〜20000ppm程度
硝酸イオン濃度 :100〜20000ppm程度
リン酸イオン濃度 :100〜50000ppm程度
フェノール樹脂濃度は :50〜2000ppm程度
フッ素イオン濃度 :500〜30000ppm程度
の範囲で、生産設備や生産速度(能力)に応じて、適宜調整すればよい。
表1に、実施例1〜19及び比較例1〜8で用いた板厚0.15〜0.25mmの原板1〜9の製造方法を示す。また、図1〜9に、原板1〜9を用いた容器用鋼板Sの構成図を示す。図中、1〜9は原板番号、Aは冷延鋼板、Bはめっき、Cは複合皮膜、Sは容器用鋼板を示す。尚、図中においてSnめっき層は、少なくとも一部が溶融溶錫処理により冷延鋼板と合金化されている場合を含む。
次に、表3A、表3Bに示す複合皮膜処理条件に基づきそれぞれの原板の表面に複合被膜を付与した。具体的には、原板を下記の薬剤を適量溶解させた処理液に浸漬した状態で、表3A、表3Bに示す電解処理時間及び電流密度に基づき陰極電解処理を行い、複合皮膜を形成した。
薬剤には、市販品の、硝酸Zr、フッ化Zrアンモニウム、フッ化水素酸、硝酸アンモニア、硝酸Sn、硝酸Fe、硝酸Ni、リン酸を使用した。
また、低分子フェノール樹脂については、前記一般式(I)において、X1が、Z1=−CH2N(CH3)2であり、Y1=Y2=水素原子であり、Z1基の導入率が、ベンゼン環1個あたり0.5個である重合体であって、平均分子量が3000の低分子フェノール樹脂を固形分 2.0g/L 、pH 6.0(リン酸で調整)とした水溶性重合体の形で使用した。
上記の処理により複合皮膜を形成した後、以下の処理法(a)又は(b)で水洗処理を行い、複合皮膜中のF量を制御した。
(a)40℃以上の温水に浸漬
(b)15℃程度の常温の水に浸漬
上記の処理を行った試験材について、複合皮膜におけるZr、P、C、F、Sn、Fe、Niの付着量を測定した。その結果を表4A、表4Bに示す。また、以下に示す(A)〜(J)の各項目について性能評価を行った。その結果を表5A、表5Bに示す。
試験材の両面に厚さ20μmのPETフィルムを200℃でラミネートし、絞り加工としごき加工による製缶加工を段階的に行い、成型を4段階(A:非常に良い、B:良い、C:疵が認められる、D:破断し加工不能)で評価した。
ワイヤーシーム溶接機を用いて、溶接ワイヤースピード80m/minの条件で、電流を変更して試験材を溶接し、十分な溶接強度が得られる最小電流値とチリ及び溶接スパッタなどの溶接欠陥が目立ち始める最大電流値からなる適正電流範囲の広さから総合的に判断し、4段階(A:非常に良い、B:良い、C:劣る、D:溶接不能)で溶接性を評価した。
試験材の両面に厚さ20μmのPETフィルムを200℃でラミネート氏、絞りしごき加工を行った後、缶体を作製し、125℃、30minのレトルト処理を行い、フィルムの剥離状況を、4段階(A:全く剥離無し、B:実用上問題無い程度の極僅かな剥離有り、C:僅かな剥離有り、D:大部分で剥離)で評価した。
試験材にエポキシ−フェノール樹脂を塗布し、200℃、30minで焼付けた後、1mm間隔で地鉄に達する深さのゴバン目を入れ、テープで剥離し、剥離状況を4段階(A:全く剥離無し、B:実用上問題無い程度の極僅かな剥離有り、C:僅かな剥離有り、D:大部分で剥離)で評価した。
試験材にエポキシ−フェノール樹脂を塗布し、200℃、30minで焼付けた後、1mm間隔で地鉄に達する深さのゴバン目を入れ、その後、125℃、30minのレトルト処理を行い、乾燥後、テープで塗膜を剥離し、剥離状況を4段階(A:全く剥離無し、B:実用上問題無い程度の極僅かな剥離有り、C:僅かな剥離有り、D:大部分で剥離)で評価した。
試験材にエポキシ−フェノール樹脂を塗布し、200℃、30minで焼付けた後、地鉄に達する深さのクロスカットを入れ、1.5%クエン酸−1.5%食塩混合液からなる試験液に、45℃、72時間浸漬し、洗浄、乾燥後、テープ剥離を行い、クロスカット部の塗膜下腐食状況と平板部の腐食状況を4段階(A:塗膜下腐食が認められない、B:実用上問題無い程度の僅かな塗膜下腐食が認められる、C:微小な腐食下腐食と平板部に僅かな腐食が認められる、D:激しい腐食塗膜下腐食と平板部に腐食が認められる)で判断して評価した。
試験材を1.5%クエン酸溶液に、30℃、48時間浸漬し、Sn溶解の均一性をティンクリスタルの発生状況を4段階(A:全面に明確なティンクリスタルが認められる、B:ほぼ全面にティンクリスタルが認められる、C:ティンクリスタルが部分的にしか認められない、D:殆どティンクリスタルが認められない)で判断して評価した。
試験材を試験液(0.056%システイン塩酸塩、0.4%リン酸2水素カリウム、0.81%リン酸ナトリウム)で121℃、1時間浸漬し、変色(黒変)状況を4段階(A:殆ど変色が認められない、B:実用上問題無い程度の薄い変色が認められる、C:部分的に濃い変色が認められる、D:大部分で濃い変色が認められる)で判断して評価した。
試験材を125℃、30minのレトルト処理し、錆の発生状況を4段階(A:全く発錆無し、B:実用上問題無い程度の極僅かな発錆有り、C:僅かな発錆有り、D:大部分で発錆)で評価した。
試験材に市販の濡れ張力試験液を塗布し、試験液が弾き始める限界の試験液の張力で評価し、張力の大きさで3段階(A:35mN/m以上、B:31mN/m以上、D:30mN/m以下)で評価した。
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
B めっき
C 複合皮膜
S 容器用鋼板
1〜9 原板
(1)本発明の第一の態様は、冷延鋼板と、Snイオン、Feイオン、及びNiイオンの少なくとも一種の金属イオンと、Zrイオンと、硝酸イオンと、アンモニウムイオンと、リン酸イオン及びフェノール樹脂の少なくとも一種と、を含む溶液中で電解処理されることにより前記冷延鋼板上に形成される複合皮膜とを備え、前記複合皮膜が、金属Zr換算量で0.1mg/m2〜100mg/m2のZrと、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSn、金属Fe換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のFe、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiの少なくとも一種と、P換算量で0.1mg/m 2 〜50mg/m 2 のリン酸化合物、及びC換算量で0.1mg/m 2 〜50mg/m 2 のフェノール樹脂の少なくとも一種と、を備える容器用鋼板である。
(2)上記(1)に記載の容器用鋼板では、前記溶液がフッ素イオンを更に含み、前記複合皮膜が、F換算量で0.1mg/m2以下のフッ素化合物を更に含んでもよい。
(3)上記(1)または(2)に記載の容器用鋼板では、前記冷延鋼板が、少なくとも片面に、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSnを有するSnめっき層、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiを有するNiめっき層の少なくとも一種を有してもよい。
(4)上記(3)に記載の容器用鋼板では、前記冷延鋼板の前記少なくとも片面が前記Snめっき層を有し、前記Snめっき層の少なくとも一部が溶融溶錫処理により前記冷延鋼板と合金化されていてもよい。
(5)上記(3)に記載の容器用鋼板では、前記冷延鋼板の前記少なくとも片面が前記Snめっき層を有し、前記Snめっき層の下に、Niめっき層、Fe−Ni合金めっき層、又はNiめっき後の熱処理によるNi拡散めっき層を有してもよい。
(6)上記(5)に記載の容器用鋼板では、前記冷延鋼板の前記少なくとも片面が前記Snめっき層を有し、前記Snめっき層の一部または全部が溶融溶錫処理により前記冷延鋼板と合金化されていてもよい。
(7)本発明の第二の態様は、冷延鋼板を、Snイオン、Feイオン、及びNiイオンの少なくとも一種の金属イオンと、Zrイオンと、硝酸イオンと、アンモニウムイオンと、リン酸イオン及びフェノール樹脂の少なくとも一種と、を含む溶液中で電解処理し、前記冷延鋼板上に析出させることにより、金属Zr換算量で0.1mg/m2〜100mg/m2のZrと、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSn、金属Fe換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のFe、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiの少なくとも一種と、P換算量で0.1mg/m 2 〜50mg/m 2 のリン酸化合物、及びC換算量で0.1mg/m 2 〜50mg/m 2 のフェノール樹脂の少なくとも一種と、を含む複合皮膜を形成する、容器用鋼板の製造方法である。
(8)上記(7)に記載の容器用鋼板の製造方法では、前記冷延鋼板が、少なくとも片面に、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSnを有するSnめっき層、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiを有するNiめっき層の少なくとも一種を有してもよい。
(9)上記(8)に記載の容器用鋼板の製造方法では、前記冷延鋼板の前記少なくとも片面が前記Snめっき層を有し、前記Snめっき層の下に、Niめっき層、Fe−Ni合金めっき層、又はNiめっき後の熱処理によるNi拡散めっき層を有してもよい。
(10)上記(7)〜(9)のいずれか一項に記載の容器用鋼板の製造方法では、前記冷延鋼板に前記複合皮膜を形成した後、40℃以上の温水で0.5秒以上の浸漬処理あるいはスプレー処理による洗浄処理を行ってもよい。
表1に、実施例1〜18及び比較例1〜7で用いた板厚0.15〜0.25mmの原板1〜9の製造方法を示す。また、図1〜9に、原板1〜9を用いた容器用鋼板Sの構成図を示す。図中、1〜9は原板番号、Aは冷延鋼板、Bはめっき、Cは複合皮膜、Sは容器用鋼板を示す。尚、図中においてSnめっき層は、少なくとも一部が溶融溶錫処理により冷延鋼板と合金化されている場合を含む。
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
(1)本発明の第一の態様は、冷延鋼板と、Snイオン、Feイオン、及びNiイオンの少なくとも一種の金属イオンと、Zrイオンと、硝酸イオンと、アンモニウムイオンと、リン酸イオン及びフェノール樹脂の少なくとも一種と、を含む溶液中で電解処理されることにより前記冷延鋼板上に形成される複合皮膜とを備え、前記複合皮膜が、金属Zr換算量で0.1mg/m2〜100mg/m2のZrと、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSn、金属Fe換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のFe、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiの少なくとも一種と、P換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のリン酸化合物、及びC換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のフェノール樹脂の少なくとも一種と、を備える容器用鋼板である。
(2)上記(1)に記載の容器用鋼板では、前記溶液がフッ素イオンを更に含み、前記複合皮膜が、F換算量で0.1mg/m2以下のフッ素化合物を更に含んでもよい。
(3)上記(1)または(2)に記載の容器用鋼板では、前記冷延鋼板が、少なくとも片面に、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSnを有するSnめっき層、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiを有するNiめっき層の少なくとも一種を有してもよい。
(4)上記(3)に記載の容器用鋼板では、前記冷延鋼板の前記少なくとも片面が前記Snめっき層を有し、前記Snめっき層の少なくとも一部が溶融溶錫処理により前記冷延鋼板と合金化されていてもよい。
(5)上記(3)に記載の容器用鋼板では、前記冷延鋼板の前記少なくとも片面が前記Snめっき層を有し、前記Snめっき層の下に、Niめっき層、Fe−Ni合金めっき層、又はNiめっき後の熱処理によるNi拡散めっき層を有してもよい。
(6)上記(5)に記載の容器用鋼板では、前記冷延鋼板の前記少なくとも片面が前記Snめっき層を有し、前記Snめっき層の一部または全部が溶融溶錫処理により前記冷延鋼板と合金化されていてもよい。
(7)本発明の第二の態様は、冷延鋼板又は前記冷延鋼板にSn、Fe、及びNiの少なくとも一種の金属をめっきした鋼板を、Snイオン、Feイオン、及びNiイオンの少なくとも一種の金属イオンと、Zrイオンと、硝酸イオンと、アンモニウムイオンと、リン酸イオン及びフェノール樹脂の少なくとも一種と、を含む溶液中で電解処理し、前記冷延鋼板上に析出させることにより、金属Zr換算量で0.1mg/m2〜100mg/m2のZrと、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSn、金属Fe換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のFe、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiの少なくとも一種と、P換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のリン酸化合物、及びC換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のフェノール樹脂の少なくとも一種と、を含む複合皮膜を形成する、容器用鋼板の製造方法である。
(8)上記(7)に記載の容器用鋼板の製造方法では、前記冷延鋼板が、少なくとも片面に、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSnを有するSnめっき層、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiを有するNiめっき層の少なくとも一種を有してもよい。
(9)上記(8)に記載の容器用鋼板の製造方法では、前記冷延鋼板の前記少なくとも片面が前記Snめっき層を有し、前記Snめっき層の下に、Niめっき層、Fe−Ni合金めっき層、又はNiめっき後の熱処理によるNi拡散めっき層を有してもよい。
(10)上記(7)〜(9)のいずれか一項に記載の容器用鋼板の製造方法では、前記冷延鋼板又は前記冷延鋼板にSn、Fe、及びNiの少なくとも一種の金属をめっきした鋼板に前記複合皮膜を形成した後、40℃以上の温水で0.5秒以上の浸漬処理あるいはスプレー処理による洗浄処理を行ってもよい。
表1に、実施例1〜8及び比較例1〜6で用いた板厚0.15〜0.25mmの原板1〜9の製造方法を示す。また、図1〜9に、原板1〜9を用いた容器用鋼板Sの構成図を示す。図中、1〜9は原板番号、Aは冷延鋼板、Bはめっき、Cは複合皮膜、Sは容器用鋼板を示す。尚、図中においてSnめっき層は、少なくとも一部が溶融溶錫処理により冷延鋼板と合金化されている場合を含む。
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
(1)本発明の第一の態様は、冷延鋼板又は前記冷延鋼板にSn、Fe、及びNiの少なくとも一種の金属をめっきした鋼板と、Snイオン、Feイオン、及びNiイオンの少なくとも一種の金属イオンと、Zrイオンと、硝酸イオンと、アンモニウムイオンと、リン酸イオン及びフェノール樹脂の少なくとも一種と、を含む溶液中で電解処理されることにより前記冷延鋼板上または前記めっきした鋼板上に形成される複合皮膜とを備え、前記複合皮膜が、金属Zr換算量で0.1mg/m2〜100mg/m2のZrと、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSn、金属Fe換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のFe、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiの少なくとも一種と、P換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のリン酸化合物、及びC換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のフェノール樹脂の少なくとも一種とを備え、Crを実質的に含まない、容器用鋼板である。
(2)上記(1)に記載の容器用鋼板では、前記溶液がフッ素イオンを更に含み、前記複合皮膜が、F換算量で0.1mg/m2以下のフッ素化合物を更に含んでもよい。
(3)上記(1)または(2)に記載の容器用鋼板では、前記鋼板の前記めっきとして、前記冷延鋼板の少なくとも片面に、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSnを有するSnめっき層、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiを有するNiめっき層の少なくとも一種を有してもよい。
(4)上記(3)に記載の容器用鋼板では、前記冷延鋼板の前記少なくとも片面に前記Snめっき層を有し、前記Snめっき層の少なくとも一部が溶融溶錫処理により前記冷延鋼板と合金化されていてもよい。
(5)上記(3)に記載の容器用鋼板では、前記冷延鋼板の前記少なくとも片面に前記Snめっき層を有し、前記Snめっき層の下に、Niめっき層、Fe−Ni合金めっき層、又はNiめっき後の熱処理によるNi拡散めっき層を有してもよい。
(6)上記(5)に記載の容器用鋼板では、前記冷延鋼板の前記少なくとも片面に前記Snめっき層を有し、前記Snめっき層の一部または全部が溶融溶錫処理により前記冷延鋼板と合金化されていてもよい。
(7)本発明の第二の態様は、冷延鋼板又は前記冷延鋼板にSn、Fe、及びNiの少なくとも一種の金属をめっきした鋼板を、Snイオン、Feイオン、及びNiイオンの少なくとも一種の金属イオンと、Zrイオンと、硝酸イオンと、アンモニウムイオンと、リン酸イオン及びフェノール樹脂の少なくとも一種と、を含む溶液中で電解処理し、前記冷延鋼板上または前記めっきした鋼板上に析出させることにより、金属Zr換算量で0.1mg/m2〜100mg/m2のZrと、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSn、金属Fe換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のFe、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiの少なくとも一種と、P換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のリン酸化合物、及びC換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のフェノール樹脂の少なくとも一種と、を含み、Crを実質的に含まない複合皮膜を形成する、容器用鋼板の製造方法である。
(8)上記(7)に記載の容器用鋼板の製造方法では、前記鋼板の前記めっきとして、前記冷延鋼板の少なくとも片面に、金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSnを有するSnめっき層、及び金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiを有するNiめっき層の少なくとも一種を有してもよい。
(9)上記(8)に記載の容器用鋼板の製造方法では、前記冷延鋼板の前記少なくとも片面に前記Snめっき層を有し、前記Snめっき層の下に、Niめっき層、Fe−Ni合金めっき層、又はNiめっき後の熱処理によるNi拡散めっき層を有してもよい。
(10)上記(7)〜(9)のいずれか一項に記載の容器用鋼板の製造方法では、前記冷延鋼板又は前記冷延鋼板にSn、Fe、及びNiの少なくとも一種の金属をめっきした前記鋼板に前記複合皮膜を形成した後、40℃以上の温水で0.5秒以上の浸漬処理あるいはスプレー処理による洗浄処理を行ってもよい。
Claims (11)
- 冷延鋼板と、
Snイオン、Feイオン、及びNiイオンの少なくとも一種の金属イオンと、
Zrイオンと、
硝酸イオンと、
アンモニウムイオンと
を含む溶液中で電解処理されることにより前記冷延鋼板上に形成される複合皮膜と
を備え、
前記複合皮膜が、
金属Zr換算量で0.1mg/m2〜100mg/m2のZrと、
金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSn、
金属Fe換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のFe、及び
金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNi
の少なくとも一種と
を備えることを特徴とする容器用鋼板。 - 前記溶液が、リン酸イオン及びフェノール樹脂の少なくとも一種を更に含み、
前記複合皮膜が、
P換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のリン酸化合物、及び
C換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のフェノール樹脂
の少なくとも一種
を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の容器用鋼板。 - 前記溶液がフッ素イオンを更に含み、
前記複合皮膜が、F換算量で0.1mg/m2以下のフッ素化合物を更に含むことを特徴とする請求項2に記載の容器用鋼板。 - 前記冷延鋼板が、少なくとも片面に、
金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSnを有するSnめっき層、及び
金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiを有するNiめっき層
の少なくとも一種を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の容器用鋼板。 - 前記冷延鋼板の前記少なくとも片面が前記Snめっき層を有し、
前記Snめっき層の少なくとも一部が溶融溶錫処理により前記冷延鋼板と合金化されていることを特徴とする請求項4に記載の容器用鋼板。 - 前記冷延鋼板の前記少なくとも片面が前記Snめっき層を有し、
前記Snめっき層の下に、
Niめっき層、
Fe−Ni合金めっき層、又は
Niめっき後の熱処理によるNi拡散めっき層
を有することを特徴とする請求項4に記載の容器用鋼板。 - 前記冷延鋼板の前記少なくとも片面が前記Snめっき層を有し、
前記Snめっき層の一部または全部が溶融溶錫処理により前記冷延鋼板と合金化されていることを特徴とする請求項6に記載の容器用鋼板。 - 冷延鋼板を、Snイオン、Feイオン、及びNiイオンの少なくとも一種の金属イオンと、Zrイオンと、硝酸イオンと、アンモニウムイオンとを含む溶液中で電解処理し、前記冷延鋼板上に析出させることにより、
金属Zr換算量で0.1mg/m2〜100mg/m2のZrと、
金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSn、
金属Fe換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のFe、及び
金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNi
の少なくとも一種と、
を含む複合皮膜を形成することを特徴とする容器用鋼板の製造方法。 - 前記冷延鋼板が、少なくとも片面に、
金属Sn換算量で0.3g/m2〜20g/m2のSnを有するSnめっき層、及び
金属Ni換算量で5mg/m2〜2000mg/m2のNiを有するNiめっき層
の少なくとも一種を有することを特徴とする請求項8に記載の容器用鋼板の製造方法。 - 前記溶液が、リン酸イオン、フェノール樹脂の少なくとも一種を更に含み、
前記複合皮膜が、
P換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のリン酸化合物、及び
C換算量で0.1mg/m2〜50mg/m2のフェノール樹脂
の少なくとも一種
を更に含むことを特徴とする請求項8に記載の容器用鋼板の製造方法。 - 前記冷延鋼板に前記複合皮膜を形成した後、40℃以上の温水で0.5秒以上の浸漬処理あるいはスプレー処理による洗浄処理を行うことを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項に記載の容器用鋼板の製造方法。
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