KR101848216B1 - 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
이 화성 처리 강판은, 강판과, 상기 강판의 적어도 한쪽의 표면에 형성되며, 금속 Ni양으로 2 ~ 200㎎/㎡의 Ni와, 금속 Sn양으로 0.1 ~ 10g/㎡의 Sn을 포함하고, Fe-Ni-Sn 합금층 위에 섬 형상 Sn 도금층이 형성된 복합 도금층과, 상기 복합 도금층 위에 형성되며, 금속 Zr양으로 0.01 ~ 0.1㎎/㎡의 Zr 화합물과, P양으로 0.01 ~ 5㎎/㎡의 인산 화합물을 함유하는 화성 처리 피막층을 구비한다.
Description
본 발명은 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법에 관한 것이다.
본원은, 2014년 10월 9일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2014-207922호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
금속을 계속적으로 사용함으로써, 부식이 발생하는 경우가 있다. 금속에 발생하는 부식을 방지하기 위해, 종래부터 다양한 기술이 제안되고 있다. 제안되고 있는 기술로서는, 금속판에 대하여 도금을 실시하는 기술이나, 금속판 또는 도금의 표면에 대하여 각종 표면 처리를 행하는 기술을 들 수 있다.
여기서, 음료나 식품의 보존을 목적으로 한 금속 용기의 제조에는, Ni 도금 강판, Sn 도금 강판 또는 Sn계 합금 도금 강판 등이 사용되고 있다.
Ni 도금 강판, Sn 도금 강판 또는 Sn계 합금 도금 강판을, 음료나 식품의 보존을 목적으로 한 금속 용기용 강판(이하, 용기용 강판이라고 함)으로서 사용하는 경우, 강판과 도장 또는 필름과의 밀착성 및 내식성을 확보하기 위해, 도금 강판의 표면에 6가 크롬에 의한 화성 처리가 실시되는 경우가 많다. 6가 크롬을 포함하는 용액을 사용한 화성 처리를 크로메이트 처리라고 한다.
그러나, 크로메이트 처리에 사용되는 6가 크롬은 환경상 유해한 점에서, 종래 용기용 강판에 실시되고 있었던 크로메이트 처리의 대체로서, Zr-인 피막 등의 화성 처리 피막이 개발되어 있다. 예를 들어 하기 특허문헌 1에는, Zr, 인산 및 페놀 수지 등을 포함하는 화성 처리 피막을 갖는 용기용 강판이 개시되어 있다.
Sn 도금 강판의 표면에 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 화성 처리 피막이 형성된 화성 처리 강판을, 산성 과실 등의 산성 내용물을 저장하기 위한 용기용 강판으로서 사용하는 경우에는, 화성 처리 피막의 표면에 도장이 실시되지 않고, 화성 처리 피막과 내용물이 직접 접촉되는 상태에서 사용된다. 화성 처리 피막의 표면에 도장이 실시되지 않음에 따라, Sn 도금 강판으로부터 용출된 Sn과 내용물 중의 O2가 반응을 일으켜, 내용물의 산화를 방지할 수 있기 때문이다.
그러나, 본 발명자들에 의한 검토의 결과, 표면에 도장이 실시되지 않은 화성 처리 피막은, 경시 변화에 의해 황색으로 변색되기(황변되기) 때문에, 그 외관이 열화된다는 문제가 있음을 알아내었다.
또한, Sn 도금 강판의 표면에 상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 화성 처리 피막이 형성된 화성 처리 강판을 용기용 강판으로서 사용하는 경우에는, 한층 더 내식성을 갖는 것이 요망되고 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 우수한 내황변성 및 내식성을 갖는 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하고, 이러한 목적을 달성하기 위해 이하의 수단을 채용한다.
(1) 본 발명의 일 양태에 관한 화성 처리 강판은, 강판과, 상기 강판의 적어도 한쪽의 표면에 형성되며, 금속 Ni양으로 2 ~ 200㎎/㎡의 Ni와, 금속 Sn양으로 0.1 ~ 10g/㎡의 Sn을 포함하고, Fe-Ni-Sn 합금층 위에 섬 형상 Sn 도금층이 형성된 복합 도금층과, 상기 복합 도금층 위에 형성되며, 금속 Zr양으로 0.01 ~ 0.1㎎/㎡의 Zr 화합물과, P양으로 0.01 ~ 5㎎/㎡의 인산 화합물을 함유하는 화성 처리 피막층을 구비한다.
(2) 상기 (1)에 기재된 화성 처리 강판에 있어서, 상기 화성 처리 피막층이 금속 Zr양으로 0.08㎎/㎡ 이하의 상기 Zr 화합물을 함유해도 된다.
(3) 상기 (2)에 기재된 화성 처리 강판에 있어서, 상기 화성 처리 피막층이 금속 Zr양으로 0.06㎎/㎡ 이하의 상기 Zr 화합물을 함유해도 된다.
(4) 상기 (1) ~ (3) 중 어느 일 양태에 기재된 화성 처리 강판에 있어서, 상기 화성 처리 피막층이 금속 Zr양으로 0.02㎎/㎡ 이상의 상기 Zr 화합물을 함유해도 된다.
(5) 상기 (1) ~ (4) 중 어느 일 양태에 기재된 화성 처리 강판에 있어서, 상기 화성 처리 피막층이 P양으로 4㎎/㎡ 이하의 상기 인산 화합물을 함유해도 된다.
(6) 상기 (1) ~ (5) 중 어느 일 양태에 기재된 화성 처리 강판에 있어서, 상기 화성 처리 피막층이 P양으로 1㎎/㎡ 미만의 상기 인산 화합물을 함유해도 된다.
(7) 상기 (1) ~ (6) 중 어느 일 양태에 기재된 화성 처리 강판에 있어서, 상기 화성 처리 피막층이 P양으로 0.03㎎/㎡ 이상의 상기 인산 화합물을 함유해도 된다.
(8) 상기 (1) ~ (7) 중 어느 일 양태에 기재된 화성 처리 강판에 있어서, 상기 화성 처리 피막층의 최표면에 있어서의 일 측정점에 대해서, 온도 40℃, 습도 80％의 환경 하에서 4주간 저장한 전후의 황색도의 변화량을 ΔYI라 정의했을 때, 상기 최표면의 단위 면적에 포함되는 상기 측정점에 대하여 얻어진 상기 ΔYI의 평균값이 1.7 미만이어도 된다.
(9) 상기 (1) ~ (8) 중 어느 일 양태에 기재된 화성 처리 강판에 있어서, 상기 복합 도금층이 금속 Ni양으로 2 ~ 180㎎/㎡의 Ni와, 금속 Sn양으로 0.2 ~ 8g/㎡의 Sn을 함유해도 된다.
(10) 상기 (1) ~ (9) 중 어느 일 양태에 기재된 화성 처리 강판에 있어서, 상기 화성 처리 피막층의 표면이 필름 또는 도료로 도장되어 있지 않아도 된다.
(11) 본 발명의 일 양태에 관한 화성 처리 강판의 제조 방법은, 강판의 표면에, 금속 Ni양으로 2 ~ 200㎎/㎡의 Ni를 포함하는 Ni 도금층과, 금속 Sn양으로 0.1 ~ 10g/㎡의 Sn을 포함하는 Sn 도금층을 형성하는 도금 공정과, 상기 Ni 도금층 및 상기 Sn 도금층이 형성된 상기 강판에 용융 용석 처리를 행함으로써, 상기 강판 위에 Fe-Ni-Sn 합금층을 형성하고, 상기 Fe-Ni-Sn 합금층 위에 섬 형상 Sn 도금층을 형성하는 용융 용석 처리 공정과, 10ppm 이상 500ppm 미만의 Zr 이온과, 10 ~ 20000ppm의 F 이온과, 10 ~ 3000ppm의 인산 이온과, 합계로 100 ~ 30000ppm의 질산 이온 및 황산 이온을 포함하고, 온도가 5℃ 이상 90℃ 미만인 화성 처리액 중에서, 0.5 ~ 20A/dm2의 전류 밀도 및 0.2 ~ 100초간의 전해 처리 시간의 조건 하에서 전해 처리를 행하거나, 또는, 상기 화성 처리액 중에서 0.2 ~ 100초간의 침지 시간으로 침지 처리를 행함으로써, 상기 복합 도금층 위에 화성 처리 피막층을 형성하는 화성 처리 공정을 갖는다.
(12) 상기 (11)에 기재된 화성 처리 강판의 제조 방법에 있어서, 상기 화성 처리액이 100ppm 이상 500ppm 미만의 Zr 이온과, 100 ~ 17000ppm의 F 이온과, 20 ~ 2000ppm의 인산 이온과, 합계로 1000 ~ 20000ppm의 질산 이온 및 황산 이온을 함유해도 된다.
상기 각 양태에 의하면, 우수한 내황변성 및 내식성을 갖는 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1a는 강판의 편면에 복합 도금층 및 화성 처리 피막층이 형성된 화성 처리 강판의 일례를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 1b는 강판의 양면에 복합 도금층 및 화성 처리 피막층이 형성된 화성 처리 강판의 일례를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 2는 화성 처리 강판의 제조 방법의 흐름의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 3은 실시예 1의 결과를 도시하는 그래프이다.
도 1b는 강판의 양면에 복합 도금층 및 화성 처리 피막층이 형성된 화성 처리 강판의 일례를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 2는 화성 처리 강판의 제조 방법의 흐름의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 3은 실시예 1의 결과를 도시하는 그래프이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
<화성 처리 강판의 구성에 대해서>
먼저, 도 1a 및 도 1b를 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 관한 화성 처리 강판의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 도 1a 및 도 1b는, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판을 측방으로부터 본 경우의 층 구조를 모식적으로 도시한 설명도이다.
본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)은 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 강판(103)과, 복합 도금층(106)과, 화성 처리 피막층(107)을 구비한다. 또한, 복합 도금층(106) 및 화성 처리 피막층(107)은 도 1a에 도시한 바와 같이, 강판(103)의 편면에 형성되어 있어도 되고, 도 1b에 도시한 바와 같이, 강판(103)의 양면에 형성되어 있어도 된다.
[강판(103)에 대해서]
강판(103)은 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)의 모재로서 사용된다. 본 실시 형태에서 사용되는 강판(103)에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 용기용 강판으로서 사용되는 공지된 강판(103)을 사용하는 것이 가능하다. 강판(103)의 제조 방법이나 재질에 대해서도 특별히 한정되지 않고, 통상의 강편 제조 공정으로부터, 열간 압연, 산 세정, 냉간 압연, 어닐링, 조질 압연 등의 공지된 공정을 거쳐서 제조된 강판(103)을 사용하는 것이 가능하다.
강판(103)의 판 두께는, 용기용 강판으로서 사용하는 경우의 실용성 및 경제성을 감안하여, 0.05 ~ 1㎜가 바람직하다.
[복합 도금층(106)에 대해서]
강판(103)의 표면에는, Ni 및 Sn을 함유하는 복합 도금층(106)이 형성된다. 복합 도금층(106)은 배리어형 도금층이다. 여기서, 배리어형의 도금층이란, 모재인 강판(103)을 구성하는 Fe보다도 전기 화학적으로 귀한 금속인 Sn을 사용하여, 강판(103)의 표면에 Sn의 금속막을 형성함으로써 부식 인자를 강판(103)에 작용시키지 않도록 하여, 강판(103)의 부식을 억제하는 도금층이다.
이하에서는, 도 1a를 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 복합 도금층(106)의 예에 대해서, 구체적으로 설명한다.
도 1a에 도시하는 바와 같이, 복합 도금층(106)은 강판(103)의 적어도 편면에 대하여 형성되는 Fe-Ni-Sn 합금층(105a)과, Fe-Ni-Sn 합금층(105a) 위에 형성된 섬 형상 Sn 도금층(105b)을 갖는다. 상세는 후술하겠지만, Fe-Ni-Sn 합금층(105a) 및 섬 형상 Sn 도금층(105b)은, 강판(103)의 표면 위에 하지가 되는 Ni 도금층(도시하지 않음)을 형성하고, Ni 도금층(도시하지 않음) 위에 추가로 Sn 도금층(도시하지 않음)을 형성한 후, 용융 용석 처리(리플로우 처리)를 행함으로써 형성된다.
즉, 용융 용석 처리에 의해, 강판(103)의 Fe와, Ni 도금층(도시하지 않음)의 Ni와, Sn 도금층(도시하지 않음)의 일부의 Sn이 합금화되어 Fe-Ni-Sn 합금층(105a)이 형성됨과 함께, 잔부의 Sn 도금층(도시하지 않음)이 섬 형상이 되어, 섬 형상 Sn 도금층(105b)이 형성된다.
Fe-Ni-Sn 합금층(105a)을 형성하기 위해 형성되는 Ni 또는 Fe-Ni 합금을 포함하는 Ni 도금층(도시하지 않음)은, 내식성을 확보하기 위해 형성된다. Ni는 고내식 금속이기 때문에, 강판(103)의 표면에 Ni를 도금함으로써, 화성 처리 강판(10)의 내식성을 향상시킬 수 있다.
Ni에 의한 화성 처리 강판(10)의 내식성 향상의 효과는, 복합 도금층(106)에 포함되는 Ni양에 의해 정해진다. 복합 도금층(106) 중의 Ni양이, 금속 Ni양으로 편면당 2㎎/㎡ 이상이면, Ni에 의한 내식성 향상의 효과가 발현된다.
한편, 복합 도금층(106) 중의 Ni양이 많을수록 내식성 향상의 효과는 증가하는데, 복합 도금층(106) 중의 Ni양이, 금속 Ni양으로 편면당 200㎎/㎡를 초과하면, Ni에 의한 내식성 향상의 효과가 포화된다. 또한, Ni는 고가인 금속이기 때문에, 복합 도금층(106) 중의 Ni양이, 금속 Ni양으로 편면당 200㎎/㎡를 초과하면, 경제적으로 바람직하지 않다.
따라서, 복합 도금층(106) 중의 Ni양은, 금속 Ni양으로 편면당 2㎎/㎡ ~ 200㎎/㎡로 한다. 복합 도금층(106)에 있어서의 Ni양은, 더욱 바람직하게는 금속 Ni양으로 편면당 2㎎/㎡ ~ 180㎎/㎡이다. 복합 도금층(106)이, 금속 Ni양으로 편면당 2㎎/㎡ 이상의 Ni를 함유함으로써, Ni에 의한 내식성 향상의 효과가 더 효과적으로 발휘된다. 또한, 복합 도금층(106) 중의 Ni양을, 금속 Ni양으로 편면당 180㎎/㎡ 이하로 함으로써, 제조 비용을 더욱 삭감하는 것이 가능하게 된다.
상술한 Ni 도금층(도시하지 않음)이 형성된 후에, Sn 도금층(도시하지 않음)이 형성된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 Sn 도금층(도시하지 않음)은 Sn만으로 구성되어 있어도 되고, Sn에 더하여 불순물이나 미량 원소를 함유해도 된다.
Sn 도금층(도시하지 않음)은 화성 처리 강판(10)의 내식성과 용접성을 확보하기 위해 형성된다. Sn은, Sn 자체가 높은 내식성을 갖고 있을 뿐만 아니라, 용융 용석 처리에 의해 형성되는 Sn 합금도, 우수한 내식성 및 용접성을 갖는다.
Sn 도금층(도시하지 않음)을 형성한 후에 용융 용석 처리를 행함으로써, 강판(103) 위에 Fe-Ni-Sn 합금층(105a)이 형성되고, Fe-Ni-Sn 합금층(105a) 위에 섬 형상 Sn 도금층(105b)이 형성된다.
섬 형상 Sn 도금층(105b)에서는, Sn이 섬 형상으로 존재하고, 바다부에 하층의 Fe-Ni-Sn 합금층(105a)이 노출되어 있다. 섬 형상 Sn 도금층(105b)에 의해, 화성 처리 강판(10)의 필름 밀착성 및 도료 밀착성이 확보되어 있다.
필름 라미네이트 또는 도료 도포 후의 열처리로는, 화성 처리 강판(10)이 Sn의 융점(232℃) 이상으로 가열되는 경우가 있다. 본 실시 형태와는 상이하게, Fe-Ni-Sn 합금층(105a)의 표면 전체를 Sn이 피복하는 경우에는, 상술한 열처리에 의해 Sn이 용융 또는 산화되고, 화성 처리 강판(10)의 필름 밀착성 및 도료 밀착성을 확보할 수 없을 가능성이 있으므로 바람직하지 않다.
본 실시 형태에 관한 복합 도금층(106)은 금속 Sn양으로 편면당 0.1 ~ 10g/㎡의 Sn을 함유한다.
Sn은 우수한 가공성, 용접성 및 내식성을 갖고, Sn 도금 후에 용융 용석 처리를 행함으로써, 화성 처리 강판(10)의 내식성을 더욱 향상시킴과 함께, 화성 처리 강판(10)의 표면 외관(경면 외관)을 더욱 바람직하게 하는 것이 가능하다. 상술한 효과를 발휘하기 위해서는, 복합 도금층(106)에 있어서, 금속 Sn양으로 편면당 0.1g/㎡의 Sn을 함유할 필요가 있다.
또한, 복합 도금층(106) 중의 Sn의 함유량이 증가할수록 화성 처리 강판(10)의 가공성, 용접성 및 내식성은 향상되지만, Sn의 함유량이, 금속 Sn양으로 편면당10g/㎡를 초과하면, Sn에 의한 상술한 효과는 포화된다. 또한, Sn의 함유량이, 금속 Sn양으로 편면당 10g/㎡를 초과하면, 경제적으로 바람직하지 않다. 상술한 이유로부터, 복합 도금층(106) 중의 Sn의 함유량은, 금속 Sn양으로 편면당 10g/㎡ 이하로 한다.
복합 도금층(106)에 있어서의 Sn의 함유량은, 더욱 바람직하게는 금속 Sn양으로 편면당 0.2g/㎡ ~ 8g/㎡이다. 복합 도금층(106)이 금속 Sn양으로 편면당 0.2g/㎡ 이상의 Sn을 함유함으로써, Sn에 의한 상술한 효과를 더욱 확실하게 발휘하는 것이 가능하다. 또한, 복합 도금층(106)이 금속 Sn양으로 편면당 8g/㎡ 이하의 Sn을 함유함으로써, 제조 비용을 더 삭감하는 것이 가능하게 된다.
복합 도금층(106)에 포함되는 Ni의 금속 Ni양과 Sn의 금속 Sn양의 합계는, 복합 도금층(106)의 50질량％ 이상이다. 바람직하게는, 복합 도금층(106)에 포함되는 Ni의 금속 Ni양과 Sn의 금속 Sn양의 합계는, 복합 도금층(106)의 70질량％ 이상이다.
복합 도금층(106)은 상술한 Ni 및 Sn의 이외에, 금속 Fe양으로 편면당 1 ~ 2000㎎/㎡의 Fe를 함유해도 된다. 또한, 복합 도금층(106)은 제조 공정 등에서 혼입되어 버리는 불가피적 불순물을 함유해도 된다.
복합 도금층(106)이 형성된 강판(103)을 산성 과실 등의 산성 내용물을 저장하기 위한 용기용 강판으로서 사용하는 경우, 산성 내용물과 접촉되는 측의 면에는 도장 처리가 실시되지 않는다. 복합 도금층(106)과 산성 내용물이 직접 접촉함으로써, 복합 도금층(106) 중의 Sn이 용출되고, 내용물에 포함되는 O2와 반응하기 쉬워진다. 이에 의해, 산성 내용물 자신이 산화되는 것이 방지된다.
그러나, Sn과 O2가 반응함으로써 생성되는 SnO는, 황색을 갖는 화합물이다. 그로 인해, 복합 도금층(106)이 형성된 강판(103)의 표면은, SnO의 형성에 수반하여, 황색으로 변색된다(황변함). 황변이 발생하면, 내용물이 부패되었다고 오해받을 가능성이 있기 때문에, 바람직하지 않다. 그로 인해, 본 발명자들은, 복합 도금층(106)이 형성된 강판(103) 표면의 황변을 억제하기 위해서, 화성 처리 피막층(107)을 복합 도금층(106) 위에 형성하는 것에 상도하였다.
본 발명자들은, Zr을 포함하는 화성 처리 피막층(107)을 복합 도금층(106) 위에 형성하는 경우에, 화성 처리 피막층(107)의 부착량이 소정량 이상이 되면, 화성 처리 피막층(107) 자체가 점차 황변되어 버리는 것을 알아내었다.
따라서, 본 발명자들은 한층 더 검토를 행하여, Zr을 포함하는 화성 처리 피막층(107) 자체의 황변도 억제해서, 양호한 외관을 유지하는 것이 가능한 화성 처리 강판(10)을 알아내었다. 즉, 본 발명에서는, 복합 도금층(106) 위에 부착량이 특정한 범위이며, Zr을 함유하는 화성 처리 피막층(107)이 형성된다.
[화성 처리 피막층(107)에 대해서]
도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 복합 도금층(106) 위에 화성 처리 피막층(107)이 형성된다. 화성 처리 피막층(107)은 Zr 화합물을 주체로 하는 복합 피막층이며, 금속 Zr양으로 편면당 0.01 ~ 0.1㎎/㎡의 Zr 화합물과, P양으로 편면당 0.01 ~ 5㎎/㎡의 인산 화합물을 적어도 함유한다.
Zr 화합물을 함유하는 Zr 피막 및 인산 화합물을 함유하는 인산 피막의 2개의 피막을 겹쳐서 복합 도금층(106) 위에 형성한 경우, 내식성이나 밀착성에 관해 어느 정도의 효과는 얻어지지만, 실용적으로는 충분하지 않다. 그러나, 본 실시 형태와 같이, 화성 처리 피막층(107) 중에서 Zr 화합물과 인산 화합물이 부분적으로 혼합된 상태로 존재하고 있음으로써, 상술한 바와 같이 2개의 피막이 겹쳐서 형성되어 있는 경우보다도, 우수한 내식성이나 밀착성을 얻을 수 있다.
본 실시 형태에 관한 화성 처리 피막층(107)에 포함되는 Zr 화합물은, 내식성, 밀착성 및 가공 밀착성을 향상시키는 기능을 갖는다. 본 실시 형태에 따른 Zr 화합물로서는, 예를 들어 산화 Zr, 인산 Zr, 수산화 Zr 및 불화 Zr 등을 들 수 있고, 화성 처리 피막층(107)은 상술한 Zr 화합물을 복수 함유한다. 바람직한 Zr 화합물의 조합은, 산화 Zr, 인산 Zr, 불화 Zr이다.
화성 처리 피막층(107)에 포함되는 Zr 화합물의 함유량이, 금속 Zr양으로 편면당 0.01㎎/㎡ 이상인 경우에는, 실용상 적합한 내식성, 도장 등 밀착성 및 내황변성이 확보된다.
한편, Zr 화합물 함유량의 증가에 수반하여, 내식성, 밀착성 및 도장 등 밀착성이 향상된다. 그러나, Zr 화합물의 함유량이, 금속 Zr양으로 편면당 0.1㎎/㎡를 초과하면, 화성 처리 피막층(107)의 경시 변화에 수반하는 황변성이 현저해진다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 피막층(107)은 Zr 화합물을, 금속 Zr양으로 편면당 0.01㎎/㎡ ~ 0.1㎎/㎡ 갖는다.
Zr 화합물의 함유량의 상한값은, 바람직하게는 금속 Zr양으로 편면당 0.08㎎/㎡ 이하이고, 더욱 바람직하게는 금속 Zr양으로 편면당 0.06㎎/㎡ 미만이다.
또한, Zr 화합물의 함유량의 하한값은, 바람직하게는 금속 Zr양으로 편면당 0.02㎎/㎡ 이상이다.
Zr 화합물의 함유량을 상기의 범위로 함으로써, 더욱 우수한 내식성, 밀착성, 도장 등 밀착성 및 내황변성을 얻을 수 있다.
화성 처리 피막층(107)은 상술한 Zr 화합물에 더하여, 1종 또는 2종 이상의 인산 화합물을 추가로 포함한다.
본 실시 형태에 관한 인산 화합물은, 내식성, 밀착성, 및 가공 밀착성을 향상시키는 기능을 갖는다. 본 실시 형태에 관한 인산 화합물의 예로서는, 인산 이온과 강판(103), 복합 도금층(106) 및 화성 처리 피막층(107)에 포함되는 화합물이 반응하여 형성되는 인산 Fe, 인산 Sn, 인산 Zr 등을 들 수 있다. 화성 처리 피막층(107)은 상술한 인산 화합물을 1종 포함해도 되고, 2종 이상 포함해도 된다.
화성 처리 피막층(107)에 포함되는 인산 화합물의 양이 많을수록, 화성 처리 강판(10)의 내식성, 밀착성 및 가공 밀착성이 향상된다. 구체적으로는, 화성 처리 피막층(107)에 있어서의 인산 화합물의 함유량이, P양으로 편면당 0.01㎎/㎡ 이상인 경우에는, 실용상 적합한 내식성, 밀착성, 가공 등 밀착성 및 내황변성이 확보된다.
한편, 인산 화합물의 함유량이 증가하는 데 수반하여, 내식성, 밀착성 및 가공 밀착성도 향상되지만, 인산 화합물의 함유량이, P양으로 편면당 5㎎/㎡를 초과하면, 화성 처리 피막층(107)의 경시 변화에 수반하는 황변성이 현저해진다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 피막층(107)은 인산 화합물을 P양으로 편면당 0.01㎎/㎡ ~ 5㎎/㎡ 갖는다.
인산 화합물 함유량의 상한값은, 바람직하게는 P양으로 편면당 4㎎/㎡ 이하이고, 더욱 바람직하게는 P양으로 편면당 1㎎/㎡ 미만이다.
또한, 인산 화합물 함유량의 하한값은, 바람직하게는 P양으로 편면당 0.03㎎/㎡ 이상이다. 인산 화합물의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 더욱 우수한 내식성, 밀착성, 가공 밀착성 및 내황변성을 얻을 수 있다.
또한, 화성 처리 피막층(107)은 상술한 Zr 화합물 및 인산 화합물 이외에, 제조 공정 등에서 혼입되어 버리는 불가피적 불순물을 포함해도 된다. 또한, 화성 처리 피막층(107)이 Cr을 함유하는 경우에는, Cr의 함유량의 상한은 2㎎/㎡이다.
본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)은 상술한 화성 처리 피막층(107)을 가짐으로써, 우수한 내황변성을 나타낸다. 예를 들어, 화성 처리 강판(10)을 온도 40℃이며 또한 습도 80％의 환경 하에서 4주간 저장하는 경우에, 저장 후의 화성 처리 강판의 YI값(황색도)으로부터, 저장 전의 화성 처리 강판의 YI값을 감한 값(이하, ΔYI값이라고 함)은 1.7 이하이다. 즉, 온도 40℃이며 또한 습도 80％의 환경 하에서 4주간 저장하는 경우의 ΔYI값이 1.7 이하이다.
YI값은, 색채의 삼자극치(사람의 눈이 느끼는 적·청·황의 지각 감도)를 수치화한 값으로, YI값이 플러스측으로 높은 값을 나타낼수록 황색이 짙어지고, 마이너스측으로 높은 값을 나타낼수록 청백색이 짙어진다. 따라서, 상기 환경 하에 있어서의 저장에 의해, △YI값이 플러스의 양인 경우에는 황색도가 증가한 것을 나타내고, △YI값이 마이너스의 양인 경우에는 황색도가 감소하며, 청백색도가 증가한 것을 나타낸다.
또한, YI값은, 백색 측정 색차계를 사용하여 얻어진 삼자극치 X, Y, Z를, 하기 (1) 식에 대입함으로써 계산된다.
YI값=100(1.28X-1.06Z)÷Y …(1)
여기서, ΔYI값이 1.7 초과인 경우에는, 대상물이 황변한 것을 지각할 수 있다. 한편, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)은 온도 40℃이며 또한 습도 80％의 환경 하에서 4주간 저장하는 경우의, 저장 전후의 ΔYI값이 1.7 이하이다. 즉, 온도 40℃이며 또한 습도 80％의 환경 하에서 4주간 저장한 후의 화성 처리 강판(10)의 황색도와, 저장 전의 화성 처리 강판(10)의 황색도를 비교한 경우에, 화성 처리 강판(10)의 황색도의 증가(황변)를 지각하는 것은 어렵다. 그로 인해, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)은 외관의 황색도가 경시적으로 변화하지 않아, 양호한 외관을 장기간 유지하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 양호한 외관을 장기간 유지할 수 있는 성능을 내황변성이라고 한다.
<화성 처리 강판(10)의 층 구조에 대해서>
화성 처리 강판(10)은 상술한 바와 같이, 강판(103) 위에 복합 도금층(106)을 갖고, 복합 도금층(106) 위에 화성 처리 피막층(107)을 갖는다. 즉, 화성 처리 강판(10)에 있어서, 강판(103)과 복합 도금층(106)은 접하고 있으며, 강판(103)과 복합 도금층(106)의 사이에 다른 층을 갖지 않는다. 마찬가지로, 화성 처리 강판(10)에 있어서, 복합 도금층(106)과 화성 처리 피막층(107)은 접하고 있으며, 복합 도금층(106)과 화성 처리 피막층(107)의 사이에 다른 층을 갖지 않는다.
<성분 함유량의 측정 방법에 대해서>
여기서, 복합 도금층(106) 중의 금속 Ni양이나 금속 Sn양은, 예를 들어 형광 X선법에 의해 측정할 수 있다. 이 경우, 금속 Ni양 또는 금속 Sn양의 기지의 시료를 사용하여, 금속 Ni양 또는 금속 Sn양에 관한 검량선을 미리 제작하고, 제작한 검량선을 사용하여 상대적으로 금속 Ni양 또는 금속 Sn양을 특정한다.
화성 처리 피막층(107) 중의 금속 Zr양 및 P양은, 예를 들어 형광 X선 분석 등의 정량 분석법에 의해 측정하는 것이 가능하다. 또한, 화성 처리 피막층(107) 중에 어떤 화합물이 존재하고 있는지에 대해서는, X선 광전자 분광 측정법(X-ray Photoelectron Spectroscopy: XPS)에 의한 분석을 함으로써 특정하는 것이 가능하다.
또한, 각 성분의 측정 방법은 상기 방법에 한정되지 않고, 공지된 측정 방법을 적용하는 것이 가능하다.
<YI값의 측정 방법에 대해서>
상기의 YI값(황색도)의 측정은, JIS Z-8722 조건 c에 준거한 분광 측색계를 사용하면 되고, 측정 방식으로서는 표면 성상의 영향을 받기 어려운 SCI(정반사광을 포함함) 측정으로 행할 수 있다. 또한, 측정 조건으로서는, 광원, 습도 및 온도 등, 일정한 조건 하에서 측정을 행하는 것이 중요하다.
또한, YI값의 측정 시에는, 예를 들어 1㎡당 임의의 20점 등, 복수의 측정점에서의 YI값을 측정하고, 그 평균값을 이용하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기의 측정점은, 편면에서 임의의 화성 처리 피막층(107)의 최표면부의 복수의 측정점을 나타낸다. 또한, 측정점은, 적어도 10㎝ 이상 이격된 점으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 1m×1m의 대판이라면, 측정점을 샘플링하고, 그 점으로부터 10㎝ 이상 이격된 점을 샘플링하여 측정하는 것이 바람직하다.
<화성 처리 강판(10)의 제조 방법에 대해서>
이어서, 도 2를 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)의 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다. 도 2는 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판의 제조 방법의 흐름의 일례에 대하여 설명하기 위한 흐름도이다.
[전처리 공정]
본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)의 제조 방법에서는, 먼저, 필요에 따라, 강판(103)에 대하여 공지의 전처리가 실시된다(스텝 S101).
[도금 공정]
그 후, 강판(103)의 표면에 대하여 복합 도금층(106)을 형성한다(스텝 S103). 복합 도금층(106)을 형성할 때에는, 강판(103)의 표면 위에 Ni 또는 Fe-Ni 합금을 포함하는 Ni 도금층(도시하지 않음)을 형성하고, Ni 도금층(도시하지 않음) 위에 추가로 Sn 도금층(도시하지 않음)을 형성한다.
Ni 또는 Fe-Ni 합금을 포함하는 Ni 도금층(도시하지 않음)의 형성 방법으로서는, 일반적인 전기 도금법(예를 들어, 캐소드 전해법)을 이용할 수 있다.
Sn 도금층(도시하지 않음)을 형성하는 방법도 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 공지된 전기 도금법이나 용융된 Sn에 강판(103)을 침지하여 도금하는 방법 등을 사용할 수 있다.
확산 도금법에 의해 Ni 도금층(도시하지 않음)을 형성하는 경우에는, 강판(103)의 표면에 Ni 도금을 실시한 후에, 어닐링 로에 있어서 확산층을 형성하기 위한 확산 처리가 행해진다. 확산 처리 전후 또는 확산 처리와 동시에, 질화 처리를 행해도 된다. 질화 처리를 행한 경우에도, 본 실시 형태에 있어서의 Ni 도금층(도시하지 않음) 중의 Ni가 갖는 효과 및 질화 처리에 의한 효과는 간섭하지 않고, 이들 효과를 모두 발휘할 수 있다.
[용융 용석 처리(리플로우 처리) 공정]
Sn 도금층(도시하지 않음)을 형성한 후에, 용융 용석 처리(리플로우 처리)가 행해진다(스텝 S104). 용융 용석 처리를 행함으로써, 용융된 Sn과 강판(103) 중의 Fe 및 Ni 도금층(도시하지 않음) 중의 Ni를 합금화시켜, Fe-Ni-Sn 합금층(105a) 및 섬 형상으로 형성된 Sn을 포함하는 섬 형상 Sn 도금층(105b)을 형성한다. 이 섬 형상 Sn 도금층(105b)은, 용융 용석 처리를 적절하게 제어함으로써 형성하는 것이 가능하다.
[화성 처리 공정]
그 후, 음극 전해 처리 또는 침지 처리에 의해, 복합 도금층(106) 위에 화성 처리 피막층(107)을 형성한다(스텝 S105).
화성 처리 피막층(107)은 음극 전해 처리 또는 침지 처리에 의해 형성되지만, 어떤 경우라도 화성 처리액을 사용한다. 본 실시 형태에 관한 화성 처리액은, 10ppm 이상 500ppm 미만의 Zr 이온과, 10ppm 이상 20000ppm 이하의 F 이온과, 10ppm 이상 3000ppm 이하의 인산 이온과, 합계로 100ppm 이상 30000ppm 이하의 질산 이온 및 황산 이온을 포함한다.
또한, 질산 이온 및 황산 이온은, 화성 처리액에 양쪽 이온의 합계로 100ppm 이상 3000ppm 이하 포함되어 있으면 되고, 질산 이온과 황산 이온의 양쪽 이온이 화성 처리액에 포함되어 있어도 되며, 질산 이온과 황산 이온 중 어느 한쪽만이 화성 처리액에 포함되어 있어도 된다.
화성 처리액은, 바람직하게는 100ppm 이상 500ppm 미만의 Zr 이온과, 100ppm 이상 17000ppm 이하의 F 이온과, 20ppm 이상 2000ppm 이하의 인산 이온과, 합계로 1000ppm 이상 20000ppm 이하의 질산 이온 및 황산 이온을 포함하는 것이 바람직하다.
Zr 이온의 농도를 100ppm 이상으로 함으로써 Zr의 부착량 저하를 더욱 확실하게 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, F 이온의 농도를 100ppm 이상으로 함으로써, 인산염의 침전에 수반하는 화성 처리 피막층(107)의 백탁을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
마찬가지로, 인산 이온의 농도를 20ppm 이상으로 함으로써, 인산염의 침전에 수반하는 화성 처리 피막층(107)의 백탁을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
질산 이온과 황산 이온의 합계의 농도를 1000ppm 이상으로 함으로써, 화성 처리 피막층(107)의 부착 효율의 저하를 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
질산 이온과 황산 이온의 합계의 농도가 1000ppm 미만인 경우에는, Zr 이온의 부착 효율이 낮은 것에 기인하여, 화성 처리 피막층(107) 중의 Zr 함유량이 적어지기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 질산 이온과 황산 이온의 합계의 농도가20000ppm을 초과하면, Zr 이온의 부착 효율이 높은 것에 기인하여, 화성 처리 피막층(107) 중의 Zr 함유량이 과잉으로 많아지기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 화성 처리액의 각 성분의 상한값을 상기와 같은 값으로 함으로써, 화성 처리 피막층(107)의 제조 비용을 더욱 확실하게 삭감할 수 있다.
화성 처리액의 pH는 3.1 ~ 3.7의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 3.5전후이다. 화성 처리액의 pH의 조정에는, 필요에 따라, 질산 또는 암모니아 등을 첨가해도 된다. 또한, 전해 처리에 사용하는 화성 처리액과 침지 처리에 사용하는 화성 처리액의 어느 경우라도, 상술한 화성 처리액의 pH의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
화성 처리액의 온도는, 5℃ 이상 90℃ 미만인 것이 바람직하다. 화성 처리액의 온도가 5℃ 미만인 경우에는, 화성 처리 피막층(107)의 형성 효율이 나빠서, 경제적이지 않으므로 바람직하지 않다. 또한, 화성 처리액의 온도가 90℃ 이상인 경우에는, 형성되는 화성 처리 피막층(107)의 조직이 불균일해서, 균열, 마이크로 크랙 등의 결함이 발생하고, 이들 결함이 부식 등의 기점이 되기 때문에, 바람직하지 않다. 또한, 전해 처리에 사용하는 화성 처리액과 침지 처리에 사용하는 화성 처리액의 어느 경우라도, 상술한 화성 처리액의 온도 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 화성 처리액의 온도를, 복합 도금층(106)이 형성된 강판(103)의 표면 온도보다도 높게 함으로써, 계면에 있어서의 화성 처리액의 반응성이 높아지기 때문에, 화성 처리 피막층(107)의 부착 효율이 향상된다. 그로 인해, 화성 처리액의 온도는, 복합 도금층(106)이 형성된 강판(103)의 표면 온도보다도 높은 것이 바람직하다.
[전해 처리에 의해 화성 처리 피막층(107)을 형성하는 경우]
전해 처리를 행할 때의 전류 밀도는, 0.5A/dm2 이상 20A/dm2 이하인 것이 바람직하다. 전류 밀도가 0.5A/dm2 미만인 경우에는, 화성 처리 피막층(107)의 부착량이 저하됨과 함께, 전해 처리 시간이 길어지는 경우가 있기 때문에, 바람직하지 않다. 또한, 전류 밀도가 20A/dm2 초과일 경우에는, 화성 처리 피막층(107)의 부착량이 과잉이 되고, 형성된 화성 처리 피막층(107) 중, 부착이 불충분한 화성 처리 피막층(107)이 전해 처리 후의 수세 등에 의한 세정 공정에서 씻어 내어질(박리될) 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.
전해 처리를 행하는 시간(전해 처리 시간)은 0.05초 이상 10초 이하인 것이 바람직하다. 전해 처리 시간이 0.05초 미만인 경우에는, 화성 처리 피막층(107)의 부착량이 저하되어, 원하는 성능이 얻어지지 않기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 전해 처리 시간이 10초 초과일 경우에는, 화성 처리 피막층(107)의 부착량이 과잉이 되고, 형성된 화성 처리 피막층(107) 중, 부착이 불충분한 화성 처리 피막층(107)이 전해 처리 후의 수세 등에 의한 세정 공정에서 씻어 내어질(박리될) 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.
[침지 처리에 의해 화성 처리 피막층(107)을 형성하는 경우]
본 실시 형태에 관한 화성 처리 피막층(107)은 화성 처리액을 사용한 침지 처리에 의해 형성할 수도 있다. 침지 처리에 의해 화성 처리 피막층(107)을 형성하는 경우에는, 복합 도금층(106)을 갖는 강판(103)을 상술한 화성 처리액에 0.2 ~ 100초간 침지시킨다.
침지 시간이 0.2초 미만인 경우에는, 화성 처리 피막층(107)의 부착량이 충분하지 않기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 침지 시간이 100초 초과인 경우에는, 화성 처리 피막층(107)의 부착량이 과잉으로 많아지는 것에 더하여, 부착이 불충분한 화성 처리 피막층(107)이 전해 처리 후의 수세 등에 의한 세정 공정에서 씻어내질(박리될) 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 피막층의 형성 시에 있어서는, 화성 처리액 중에, 추가로 탄닌산을 첨가해도 된다. 화성 처리액에 탄닌산을 첨가함으로써, 탄닌산이 강판(103) 중의 Fe와 반응하여, 강판(103)의 표면에 탄닌산 Fe의 피막을 형성한다. 탄닌산 Fe의 피막은, 내청성 및 밀착성을 향상시키기 때문에 바람직하다.
화성 처리액의 용매로서는, 예를 들어 탈이온수, 증류수 등을 사용할 수 있다. 화성 처리액의 용매의 바람직한 전기 전도도는 10μS/㎝ 이하이고, 더욱 바람직하게는 5μS/㎝ 이하, 더욱 바람직하게는 3μS/㎝ 이하이다. 단, 상기 화성 처리액의 용매는 이것에 한정되지 않고, 용해하는 재료나 형성 방법 및 화성 처리 피막층(107)의 형성 조건 등에 따라, 적절히 선택하는 것이 가능하다. 단, 안정적인 각 성분의 부착량 안정성에 기초하는 공업 생산성, 비용, 환경면에서, 탈이온수 또는 증류수를 사용하는 것이 바람직하다.
Zr의 공급원으로서는, 예를 들어 H2ZrF6과 같은 Zr 착체를 사용하는 것이 가능하다. 상기와 같은 Zr 착체 중의 Zr은, 캐소드 전극 계면에 있어서의 pH의 상승에 수반하는 가수분해 반응에 의해, Zr4 +로서 화성 처리액 중에 존재한다. 이러한 Zr 이온은, 화성 처리액 중에서 금속 표면에 존재하는 수산기(-OH)와 탈수 축합 반응을 함으로써 ZrO2나 Zr3(PO4)4 등의 화합물을 형성한다.
[후처리 공정]
그 후, 필요에 따라, 복합 도금층(106) 및 화성 처리 피막층(107)이 형성된 강판(103)에 대하여 공지의 후처리가 실시된다(스텝 S107).
이러한 흐름으로 처리가 행해짐으로써, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)이 제조된다.
[실시예]
이하에 실시예를 나타내면서, 본 발명의 실시 형태에 관한 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법에 대해서, 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시예는, 본 발명의 실시 형태에 관한 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법의 일례이며, 본 발명의 실시 형태에 관한 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법이 하기의 예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
이하에서는, 먼저, 화성 처리 피막층에 있어서의 Zr의 함유량을 변화시키고, 온도 40℃, 습도 80％의 환경 하에 4주간 저장한 전후에, YI값이 어떻게 변화하는지에 대해서 검증을 행하였다. 또한, Zr 함유량 및 YI값은, 상술한 방법에 의해 측정하였다.
실시예 1에서는, 용기용 강판으로서 일반적으로 사용되는 강판을 모재로서 이용하여, 강판 위에 복합 도금층을 형성하였다. 복합 도금층에 있어서의 Ni의 함유량은 금속 Ni양으로 편면당 120㎎/㎡이며, Sn의 함유량은 금속 Sn양으로 편면당 2.8g/㎡였다. 그리고 나서, 화성 처리액 중의 Zr 이온 농도를 변화시켜, Zr 화합물의 함유량이 서로 상이한 화성 처리 피막층을 갖는 복수의 시료를 제조하였다. 여기서, 각 시료에 있어서, 인산 화합물의 함유량은 P양으로 편면당 3.0㎎/㎡였다.
얻어진 결과를, 도 3에 도시하였다.
도 3에 있어서, 횡축은 화성 처리 피막층에 있어서의 Zr 화합물의 함유량(금속 Zr양)을 나타내고, 종축은 저장 후의 YI값으로부터 저장 전의 YI값을 뺀 값(ΔYI값)을 나타내고 있다. 도 3으로부터 명백해진 바와 같이, Zr 함유량이, 금속 Zr양으로 편면당 0.01 ~ 0.10㎎/㎡일 경우에는, ΔYI값이 1.7 이하아고, 저장에 수반하는 황색도의 계시적인 증가는 보이지 않았다.
이 결과로부터, 화성 처리 피막층 중의 Zr 화합물의 함유량을 소정의 범위로 함으로써, 제조된 화성 처리 강판이 우수한 내황변성을 갖는 것이 나타났다.
(실시예 2)
이어서, 용기용 강판으로서 일반적으로 사용되는 강판을 모재로서 이용하여, 이하의 표 1에 나타낸 금속 Sn양 및 금속 Ni양을 갖는 복합 도금층 및 금속 Zr양 및 P양을 갖는 화성 처리 피막층을, 상기의 방법에 의해 각각 형성하였다.
이상과 같이 하여 제조된 각 시료에 대해서, 온도 40℃, 습도 80％의 환경 하에 있어서의 4주간의 저장의 전후에서의 ΔYI값을 측정하였다.
각 성분의 함유량 및 ΔYI값은 상술한 방법에 의해 측정하였다.
<내식성의 평가>
내식성 시험액은 3％ 아세트산을 사용하였다. 시료의 화성 처리 강판을 φ35㎜로 잘라 내고, 내식성 시험액을 넣은 내열병의 입구에 올려서 고정하였다. 121℃에서 60분의 열처리를 행한 후, 시료와 내식성 시험액의 접촉 부분을 관찰함으로써 시료의 부식 정도를 평가하였다. 구체적으로는, 시료와 내식성 시험액의 접촉 부분의 전체 면적에 대한, 부식되어 있지 않은 부분의 면적에 의해, 이하의 10단계 평가를 행하였다. 또한, 평점이 5점 이상이면, 용기용 강판으로서 사용하는 것이 가능하다.
10점: 100％ ~ 90％ 이상
9점: 90％ 미만 ~ 80％ 이상
8점: 80％ 미만 ~ 70％ 이상
7점: 70％ 미만 ~ 60％ 이상
6점: 60％ 미만 ~ 50％ 이상
5점: 50％ 미만 ~ 40％ 이상
4점: 40％ 미만 ~ 30％ 이상
3점: 30％ 미만 ~ 20％ 이상
2점: 20％ 미만 ~ 10％ 이상
1점: 10％ 미만 ~ 0％ 이상
내식성 평가의 항목에는, 10점 ~ 9점을 「Very Good」, 8점 ~ 5점을 「Good」, 4점 이하는 「Not Good」이라고 표기하였다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 A1 ~ A19에서는, 모두 우수한 내식성 및 내황변성을 갖고 있었다. 한편, 비교예 a1 ~ a6에서는, 내식성과 내황변성 중 어느 한쪽이 떨어져 있었다.
(실시예 3)
용기용 강판으로서 일반적으로 사용되는 강판을 모재로서 이용하고, 이하의 표 2에 나타낸 금속 Sn양 및 금속 Ni양을 갖는 복합 도금층 상에, 표 3에 나타낸 조건에서 화성 처리를 행하여, 화성 처리 피막층을 형성하였다. 각 시료에 대하여 상술과 마찬가지의 방법으로 내식성 및 내황변성을 측정하였다.
결과를 표 4에 나타냈다.
표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예 B1 ~ B30에서는, 모두 우수한 내식성 및 내황변성을 갖고 있었다. 한편, 비교예 b1 ~ b9에서는, 모두 우수한 내식성을 갖고 있었지만, 내황변성이 떨어져 있었다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 사람이라면, 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 이것들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.
상기 일 실시 형태에 의하면, 우수한 내황변성 및 내식성을 갖는 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법을 제공할 수 있다.
10: 화성 처리 강판
103: 강판
105a: Fe-Ni-Sn 합금층
105b: 섬 형상 Sn 도금층
106: 복합 도금층
107: 화성 처리 피막층
103: 강판
105a: Fe-Ni-Sn 합금층
105b: 섬 형상 Sn 도금층
106: 복합 도금층
107: 화성 처리 피막층
Claims (12)
- 강판과;
상기 강판의 적어도 한쪽의 표면에 형성되며, 금속 Ni양으로 2 ~ 200㎎/㎡의 Ni와, 금속 Sn양으로 0.1 ~ 10g/㎡의 Sn을 포함하고, Fe-Ni-Sn 합금층 위에 섬 형상 Sn 도금층이 형성된 복합 도금층과;
상기 복합 도금층 위에 형성되며, 금속 Zr양으로 0.01 ~ 0.06㎎/㎡의 Zr 화합물과, P양으로 0.01 ~ 5㎎/㎡의 인산 화합물을 함유하는 화성 처리 피막층을 구비하는 것을 특징으로 하는, 화성 처리 강판. - 제1항에 있어서,
상기 화성 처리 피막층이 금속 Zr양으로 0.02㎎/㎡ 이상의 상기 Zr 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는, 화성 처리 강판. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 화성 처리 피막층이 P양으로 4㎎/㎡ 이하의 상기 인산 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는, 화성 처리 강판. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 화성 처리 피막층이 P양으로 1㎎/㎡ 미만의 상기 인산 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는, 화성 처리 강판. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 화성 처리 피막층이 P양으로 0.03㎎/㎡ 이상의 상기 인산 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는, 화성 처리 강판. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 화성 처리 피막층의 최표면에 있어서의 일 측정점에 대해서, 온도 40℃, 습도 80％의 환경 하에서 4주간 저장한 전후의 황색도의 변화량을 ΔYI라 정의했을 때,
상기 최표면의 단위 면적에 포함되는 상기 측정점에 대하여 얻어진 상기 ΔYI의 평균값이 1.7 미만인 것을 특징으로 하는, 화성 처리 강판. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복합 도금층이
금속 Ni양으로 2 ~ 180㎎/㎡의 Ni와;
금속 Sn양으로 0.2 ~ 8g/㎡의 Sn을 함유하는 것을 특징으로 하는, 화성 처리 강판. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 화성 처리 피막층의 표면이 필름 또는 도료로 도장되어 있지 않은 것을 특징으로 하는, 화성 처리 강판. - 제1항 또는 제2항에 기재된 화성 처리 강판의 제조 방법이며,
강판의 표면에, 금속 Ni양으로 2 ~ 200㎎/㎡의 Ni를 포함하는 Ni 도금층과, 금속 Sn양으로 0.1 ~ 10g/㎡의 Sn을 포함하는 Sn 도금층을 형성하는 도금 공정과;
상기 Ni 도금층 및 상기 Sn 도금층이 형성된 상기 강판에 용융 용석 처리를 행함으로써, 상기 강판 위에 Fe-Ni-Sn 합금층을 형성하고, 상기 Fe-Ni-Sn 합금층 위에 섬 형상 Sn 도금층을 형성하는 용융 용석 처리 공정과;
10ppm 이상 500ppm 미만의 Zr 이온과, 10 ~ 20000ppm의 F 이온과, 10 ~ 3000ppm의 인산 이온과, 합계로 100 ~ 30000ppm의 질산 이온 및 황산 이온을 포함하고, 온도가 5℃ 이상 90℃ 미만인 화성 처리액 중에서, 0.5 ~ 20A/dm2의 전류 밀도 및 0.05 ~ 10초간의 전해 처리 시간의 조건 하에서 전해 처리를 행하거나, 또는, 상기 화성 처리액 중에서 0.2 ~ 100초간의 침지 시간으로 침지 처리를 행함으로써, 상기 섬 형상 Sn 도금층 위에 화성 처리 피막층을 형성하는 화성 처리 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 화성 처리 강판의 제조 방법. - 제9항에 있어서,
상기 화성 처리액이
100ppm 이상 500ppm 미만의 Zr 이온과;
100 ~ 17000ppm의 F 이온과;
20 ~ 2000ppm의 인산 이온과;
합계로 1000 ~ 20000ppm의 질산 이온 및 황산 이온을 함유하는 것을 특징으로 하는, 화성 처리 강판의 제조 방법. - 삭제
- 삭제
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