KR20230061477A - 캔용 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

캔용 강판 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230061477A
KR20230061477A KR1020237011209A KR20237011209A KR20230061477A KR 20230061477 A KR20230061477 A KR 20230061477A KR 1020237011209 A KR1020237011209 A KR 1020237011209A KR 20237011209 A KR20237011209 A KR 20237011209A KR 20230061477 A KR20230061477 A KR 20230061477A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
chromium
silica
particle diameter
average particle
Prior art date
Application number
KR1020237011209A
Other languages
English (en)
Inventor
유스케 나카가와
유토 가와무라
요이치로 야마나카
Original Assignee
제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 filed Critical 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Publication of KR20230061477A publication Critical patent/KR20230061477A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/322—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • C23C28/345—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/38—Chromatising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D9/00—Electrolytic coating other than with metals
    • C25D9/04—Electrolytic coating other than with metals with inorganic materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

용접성 및 슬라이딩성이 우수한 캔용 강판 및 그 제조 방법을 제공한다. 상기 캔용 강판은, 강판의 표면에, 상기 강판측에서부터 순서대로, 금속 크롬층 및 크롬 수화 산화물층을 갖고, 상기 금속 크롬층의 부착량이, 50 ∼ 150 ㎎/㎡ 이고, 상기 크롬 수화 산화물층의 크롬 환산의 부착량이, 3 ∼ 15 ㎎/㎡ 이고, 상기 금속 크롬층은, 평판상의 기부와, 상기 기부 상에 형성된 입상 돌기를 포함하고, 상기 입상 돌기의 평균 입경 D1 이, 20 ∼ 200 ㎚ 이고, 상기 입상 돌기의 개수 밀도가, 10 개/㎛2 이상이고, 상기 크롬 수화 산화물층은, 실리카를 함유하고, 상기 크롬 수화 산화물층에 있어서의 상기 실리카의 함유량이, SiO2 환산으로, 0.1 ∼ 45 ㎎/㎡ 이다.

Description

캔용 강판 및 그 제조 방법
본 발명은, 캔용 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1 ∼ 2 에는,「강판의 표면에, 상기 강판측에서부터 순서대로, 금속 크롬층 및 크롬 수화 산화물층」을 갖고, 또한, 금속 크롬층이「입상 돌기」를 갖는 캔용 강판이 개시되어 있다.
국제공개 제2017/098991호 국제공개 제2017/098994호
특허문헌 1 ∼ 2 에 개시된 종래의 캔용 강판은, 예를 들어, 용접성은 양호하다.
그런데, 비교적 부드러운 주석과는 달리, 크롬은 경질이고, 마찰 계수가 높다.
이 때문에, 종래의 캔용 강판이, 그 표면에 도장이나 라미네이트가 실시되지 않은 상태 (이른바 베어재의 상태) 에서 사용되는 경우, 예를 들어 제관 공정에 있어서, 문제가 발생하기 쉽다.
구체적으로는, 캔용 강판의 표면이 어떠한 대상물 (다른 캔용 강판의 표면, 제조 라인의 롤, 가공시의 툴 등) 과 접촉한 상태에 있어서, 서로 미끄러지기 어렵거나, 걸리거나 하는 경우가 있다. 즉, 슬라이딩성이 불충분한 경우가 있다.
그래서, 본 발명은, 용접성 및 슬라이딩성이 우수한 캔용 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들이 예의 검토한 결과, 크롬 수화 산화물층이 특정량의 실리카를 함유함으로써, 상기 목적이 달성되는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, 이하의 [1] ∼ [9] 를 제공한다.
[1] 강판의 표면에, 상기 강판측에서부터 순서대로, 금속 크롬층 및 크롬 수화 산화물층을 갖고, 상기 금속 크롬층의 부착량이, 50 ∼ 150 ㎎/㎡ 이고, 상기 크롬 수화 산화물층의 크롬 환산의 부착량이, 3 ∼ 15 ㎎/㎡ 이고, 상기 금속 크롬층은, 평판상의 기부와, 상기 기부 상에 형성된 입상 돌기를 포함하고, 상기 입상 돌기의 평균 입경 D1 이, 20 ∼ 200 ㎚ 이고, 상기 입상 돌기의 개수 밀도가, 10 개/㎛2 이상이고, 상기 크롬 수화 산화물층은, 실리카를 함유하고, 상기 크롬 수화 산화물층에 있어서의 상기 실리카의 함유량이, SiO2 환산으로, 0.1 ∼ 45 ㎎/㎡ 인, 캔용 강판.
[2] 상기 실리카의 평균 입경 D2 가, 5 ∼ 200 ㎚ 인, 상기 [1] 에 기재된 캔용 강판.
[3] 상기 입상 돌기의 평균 입경 D1 과 상기 실리카의 평균 입경 D2 의 비 D1/D2 가, 0.2 이상인, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 캔용 강판.
[4] 상기 입상 돌기의 평균 입경 D1 과 상기 실리카의 평균 입경 D2 의 비 D1/D2 가, 0.6 이상인, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 캔용 강판.
[5] 상기 입상 돌기의 평균 입경 D1 과 상기 실리카의 평균 입경 D2 의 비 D1/D2 가, 4.5 이하인, 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 캔용 강판.
[6] 상기 입상 돌기의 평균 입경 D1 과 상기 실리카의 평균 입경 D2 의 비 D1/D2 가, 3.0 이하인, 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 캔용 강판.
[7] 상기 [1] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 캔용 강판을 제조하는 방법으로서, 강판에 대하여, 6 가 크롬 화합물 및 불소 함유 화합물을 함유하는 제 1 수용액을 사용하여, 음극 전해 처리 C1, 양극 전해 처리 A1 및 음극 전해 처리 C2 를, 이 순서로 실시하고, 그 후, 제 2 수용액을 사용하여, 침지 처리 또는 음극 전해 처리 C3 을 실시하고, 상기 제 2 수용액은, 콜로이달 실리카를 함유하고, 상기 제 2 수용액에 있어서의 상기 콜로이달 실리카의 함유량이, SiO2 환산으로, 0.10 g/L 이상인, 캔용 강판의 제조 방법.
[8] 상기 제 2 수용액에 있어서의 Cr 량이, 0.50 mol/L 미만인, 상기 [7] 에 기재된 캔용 강판의 제조 방법.
[9] 상기 제 1 수용액에 있어서의 Cr 량이, 0.50 mol/L 이상인, 상기 [8] 에 기재된 캔용 강판의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 용접성 및 슬라이딩성이 우수한 캔용 강판 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1 은, 캔용 강판의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[캔용 강판]
도 1 은, 캔용 강판의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 강판 (2) 을 갖는다. 캔용 강판 (1) 은, 추가로, 강판 (2) 의 표면에, 강판 (2) 측에서부터 순서대로, 금속 크롬층 (3) 및 크롬 수화 산화물층 (4) 을 갖는다.
금속 크롬층 (3) 은, 강판 (2) 을 덮는 평판상의 기부 (3a) 와, 기부 (3a) 상에 형성된 입상 돌기 (3b) 를 포함한다. 크롬 수화 산화물층 (4) 은, 입상 돌기 (3b) 의 형상에 추종하도록, 금속 크롬층 (3) 상에 배치된다.
이하, 캔용 강판의 각 구성에 대해, 보다 상세하게 설명한다.
〈강판〉
강판의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 통상적으로 용기 재료로서 사용되는 강판 (예를 들어, 저탄소 강판, 극저 탄소 강판) 을 사용할 수 있다. 강판의 제조 방법, 재질 등도 특별히 한정되지 않는다. 통상적인 강편 제조 공정에서부터 열간 압연, 산세, 냉간 압연, 어닐링, 조질 압연 등의 공정을 거쳐 제조된다.
〈금속 크롬층〉
상기 서술한 강판의 표면에는, 금속 크롬층이 배치된다. 금속 크롬은, 강판의 표면 노출을 억제하여 내식성을 향상시킨다.
《부착량》
캔용 강판의 내식성이 우수하다는 이유에서, 금속 크롬층의 부착량은, 50 ㎎/㎡ 이상이고, 60 ㎎/㎡ 이상이 바람직하고, 70 ㎎/㎡ 이상이 보다 바람직하다. 부착량은, 강판의 편면당의 부착량이다 (이하, 동일).
한편, 금속 크롬량이 지나치게 많으면, 고융점의 금속 크롬이 강판의 전체면을 덮게 되고, 용접시에 용접 강도의 저하나 먼지의 발생이 현저해져, 용접성이 열화되는 경우가 있다.
캔용 강판의 용접성이 보다 우수하다는 이유에서, 금속 크롬층의 부착량은, 150 ㎎/㎡ 이하이고, 140 ㎎/㎡ 이하가 바람직하고, 130 ㎎/㎡ 이하가 보다 바람직하다.
(부착량의 측정 방법)
금속 크롬층의 부착량, 및 후술하는 크롬 수화 산화물층의 크롬 환산의 부착량은, 다음과 같이 하여 측정한다.
먼저, 금속 크롬층 및 크롬 수화 산화물층을 형성시킨 캔용 강판에 대해, 형광 X 선 장치를 사용하여, 크롬량 (전체 크롬량) 을 측정한다. 이어서, 캔용 강판을 90 ℃ 의 7.5 N-NaOH 중에 10 분간 침지시키는 알칼리 처리를 실시하고 나서, 다시 형광 X 선 장치를 사용하여, 크롬량 (알칼리 처리 후 크롬량) 을 측정한다. 알칼리 처리 후 크롬량을, 금속 크롬층의 부착량으로 한다.
다음으로, (알칼리 가용성 크롬량) ＝ (전체 크롬량) － (알칼리 처리 후 크롬량) 을 계산하고, 알칼리 가용성 크롬량을, 크롬 수화 산화물층의 크롬 환산의 부착량으로 한다.
이와 같은 금속 크롬층은, 평판상의 기부와, 기부 상에 형성된 입상 돌기를 포함한다. 다음으로, 금속 크롬층이 포함하는 이들 각 부에 대해, 상세하게 설명한다.
《기부》
금속 크롬층의 기부는, 주로, 강판의 표면을 피복하여, 내식성을 향상시킨다.
금속 크롬층의 기부는, 핸들링시에 불가피적으로 캔용 강판끼리가 접촉하였을 때에, 표층에 형성된 입상 돌기가 기부를 파괴하여 강판이 노출되지 않도록, 충분한 두께를 확보하고 있는 것이 바람직하다.
캔용 강판의 내식성이 우수하다는 이유에서, 금속 크롬층의 기부의 부착량은, 30 ㎎/㎡ 이상이 바람직하고, 40 ㎎/㎡ 이상이 보다 바람직하다.
《입상 돌기》
금속 크롬층의 입상 돌기는, 상기 서술한 기부의 표면에 형성되어 있고, 캔용 강판끼리의 접촉 저항을 저하시켜 용접성을 향상시킨다. 접촉 저항이 저하되는 추정의 메커니즘을 이하에 기술한다.
금속 크롬층 상에 피복되는 크롬 수화 산화물층은, 부도체 피막이기 때문에, 금속 크롬보다 전기 저항이 커서, 용접의 저해 인자가 된다. 금속 크롬층의 기부의 표면에 입상 돌기를 형성시키면, 용접할 때의 캔용 강판끼리의 접촉시의 면압에 의해, 입상 돌기가 크롬 수화 산화물층을 파괴하여, 용접 전류의 통전점이 되고, 접촉 저항이 대폭 저하된다.
(평균 입경 D1)
캔용 강판의 용접성이 우수하다는 이유에서, 금속 크롬층의 입상 돌기의 평균 입경 D1 은, 20 ㎚ 이상이고, 40 ㎚ 이상이 바람직하고, 60 ㎚ 이상이 보다 바람직하다.
한편, 캔용 강판의 표면 외관이 우수하다는 이유에서, 금속 크롬층의 입상 돌기의 평균 입경 D1 은, 200 ㎚ 이하이고, 150 ㎚ 이하가 바람직하고, 100 ㎚ 이하가 보다 바람직하고, 80 ㎚ 이하가 더욱 바람직하고, 70 ㎚ 이하가 특히 바람직하다. 이것은, 입상 돌기가 소직경화됨으로써, 단파장측의 광의 흡수가 억제되거나, 반사광의 산란이 억제되거나 하기 때문으로 생각된다.
(개수 밀도)
금속 크롬층의 입상 돌기가 많은 경우에는, 통전점이 증가함으로써, 용접성이 우수하다. 이 때문에, 금속 크롬층의 입상 돌기의 개수 밀도는, 10 개/㎛2 이상이고, 15 개/㎛2 이상이 바람직하고, 20 개/㎛2 이상이 보다 바람직하고, 30 개/㎛2 이상이 더욱 바람직하고, 50 개/㎛2 이상이 특히 바람직하고, 100 개/㎛2 이상이 가장 바람직하다.
한편, 캔용 강판의 표면 외관이 우수하다는 이유에서, 금속 크롬층의 입상 돌기의 개수 밀도는, 10,000 개/㎛2 이하가 바람직하고, 5,000 개/㎛2 이하가 보다 바람직하고, 1,000 개/㎛2 이하가 더욱 바람직하고, 800 개/㎛2 이하가 특히 바람직하다.
(입경 및 개수 밀도의 측정 방법)
금속 크롬층의 입상 돌기의 입경 및 개수 밀도는, 다음과 같이 하여 구한다.
먼저, 금속 크롬층 및 크롬 수화 산화물층을 형성시킨 캔용 강판의 표면에, 카본 증착을 실시하여, 관찰용 샘플을 제조한다. 그 후, 주사형 전자 현미경 (SEM) 으로 20,000 배로 사진을 촬영한다. 촬영한 사진에 대해, 소프트웨어 (상품명 : ImageJ) 를 사용하여 2 치화하여 화상 해석을 실시한다. 입상 돌기가 차지하는 면적으로부터 역산하고, 진원 환산하여, 입경 및 개수 밀도를 구한다. 평균 입경 D1 및 개수 밀도는, 5 시야의 평균으로 한다.
〈크롬 수화 산화물층〉
크롬 수화 산화물은, 강판의 표면에 금속 크롬과 동시에 석출되어, 내식성을 향상시킨다. 크롬 수화 산화물은, 예를 들어, 크롬 산화물 및 크롬 수산화물을 포함한다.
《부착량》
캔용 강판의 내식성을 확보하는 이유에서, 크롬 수화 산화물층의 크롬 환산의 부착량은, 3 ㎎/㎡ 이상이고, 4 ㎎/㎡ 이상이 바람직하다.
한편, 크롬 수화 산화물은, 금속 크롬과 비교하여 도전율이 낮아, 양이 지나치게 많으면 용접시에 과대한 저항이 되어, 먼지나 스플래시의 발생 및 과융접에 수반되는 블로 홀 등의 각종 용접 결함을 일으켜, 캔용 강판의 용접성이 떨어지는 경우가 있다.
이 때문에, 크롬 수화 산화물층의 크롬 환산의 부착량은, 캔용 강판의 용접성이 우수하다는 이유에서, 15 ㎎/㎡ 이하이고, 12 ㎎/㎡ 이하가 바람직하고, 10 ㎎/㎡ 이하가 보다 바람직하다.
크롬 수화 산화물층의 크롬 환산의 부착량의 측정 방법은, 상기 서술한 바와 같다.
《실리카》
크롬 수화 산화물층은, 그 내부 또는 표면 등에, 실리카 (산화규소) 를 함유한다. 이로써, 캔용 강판의 표면이, 어떠한 대상물 (다른 캔용 강판의 표면, 제조 라인의 롤, 가공시의 툴 등) 과 접촉한 상태에 있어서도, 서로 미끄러지기 쉽고, 잘 걸리지 않는다. 즉, 슬라이딩성이 우수하다. 캔용 강판의 슬라이딩성이 우수함으로써, 예를 들어, 제관 공정에 있어서, 이른바, 골링이나 시이징 등이 잘 발생하지 않는다.
경질의 미립자인 실리카가, 캔용 강판의 최표층인 크롬 수화 산화물층에 존재하고, 대상물과 접촉함으로써, 금속 크롬층 및 크롬 수화 산화물층의 마모가 저감되거나, 마찰 계수가 저감되거나 한다. 이로써, 상기 효과가 얻어지는 것으로 추측된다.
(함유량)
슬라이딩성이 향상되는 효과를 충분히 얻기 위해서는, 크롬 수화 산화물층에 있어서의 실리카의 함유량은, SiO2 환산으로, 0.1 ㎎/㎡ 이고, 0.3 ㎎/㎡ 이상이 바람직하고, 1.0 ㎎/㎡ 이상이 보다 바람직하고, 1.5 ㎎/㎡ 이상이 더욱 바람직하다.
다만, 실리카의 함유량이 지나치게 많으면, 슬라이딩성 향상의 효과는 포화된다. 또, 실리카는 도전율이 낮기 때문에, 실리카의 함유량이 지나치게 많으면, 용접성이 불충분해질 수 있다.
이 때문에, 크롬 수화 산화물층에 있어서의 실리카의 함유량은, SiO2 환산으로, 45 ㎎/㎡ 이하이다.
용접성이 보다 우수하다는 이유에서, 크롬 수화 산화물층에 있어서의 실리카의 함유량 (SiO2 환산) 은, 30 ㎎/㎡ 이하가 바람직하고, 25 ㎎/㎡ 이하가 보다 바람직하고, 10 ㎎/㎡ 이하가 더욱 바람직하고, 1.6 ㎎/㎡ 이하가 특히 바람직하다.
크롬 수화 산화물층에 있어서의 실리카의 함유량 (SiO2 환산) 은, 다음과 같이 구한다.
먼저, 농도가 이미 알려진 콜로이달 실리카를, 일정량 여과지에 적하하고 나서, 충분히 건조시켜, 표준 시료를 제조한다. 제조한 복수의 표준 시료에 대해, 형광 X 선 장치를 사용하여 Si 강도를 측정함으로써, Si 강도와 SiO2 량의 관계를 나타내는 검량선을 작성한다.
다음으로, 크롬 수화 산화물층에 대해, 형광 X 선 장치를 사용하여 Si 강도를 측정하고, 작성한 검량선을 참조하여, SiO2 량을 구한다. 구한 SiO2 량을, 크롬 수화 산화물층에 있어서의 실리카의 함유량 (SiO2 환산) 으로 한다.
(평균 입경 D2)
캔용 강판의 슬라이딩성이 보다 우수하다는 이유에서, 실리카의 평균 입경 D2 는, 5 ㎚ 이상이 바람직하고, 10 ㎚ 이상이 보다 바람직하고, 20 ㎚ 이상이 더욱 바람직하다.
한편, 실리카의 평균 입경 D2 가 지나치게 크면, 슬라이딩성 향상의 효과는 포화된다. 이 때문에, 실리카의 평균 입경 D2 는, 200 ㎚ 이하가 바람직하고, 180 ㎚ 이하가 보다 바람직하고, 160 ㎚ 이하가 더욱 바람직하다.
크롬 수화 산화물층이 함유하는 실리카의 평균 입경 D2 는, 다음과 같이 구한다.
크롬 수화 산화물층의 표면을, SEM (주사 전자 현미경) 을 사용하여 20,000 배로 관찰하여, SEM 이미지를 얻는다. SEM 에 부속되는 EDX (에너지 분산형 X 선 분석) 장치를 사용한 원소 매핑에 의해 Si 를 분석하고, 얻어진 SEM 이미지 중의 실리카를 특정한다. 특정된 실리카에 대해, 소프트웨어 (상품명 : ImageJ) 를 사용하여, 진원 환산으로서 입경을 구한다. 평균 입경 D2 는, 5 시야의 평균으로 한다.
또한, 후술하는 바와 같이, 캔용 강판의 제조에는, 원료로서 콜로이달 실리카가 사용되고, 이 콜로이달 실리카가, 크롬 수화 산화물층의 실리카가 된다.
미리 일치하는 것을 확인한 후에 원료로서 사용하는 콜로이달 실리카의 평균 입경을, 크롬 수화 산화물층의 실리카의 평균 입경 D2 로 간주해도 된다.
〈입경비 D1/D2〉
금속 크롬의 입상 돌기의 평균 입경 D1 과 실리카의 평균 입경 D2 의 비 D1/D2 (이하,「입경비 D1/D2」라고도 한다) 는, 0.2 이상이 바람직하고, 0.4 이상이 보다 바람직하고, 0.6 이상이 더욱 바람직하다.
입경비 D1/D2 가 이 범위이면, 슬라이딩성의 향상 효과가 시간 경과적으로 유지되기 쉽고, 슬라이딩성이 보다 우수하다. 그 이유는, 이하와 같이 추측된다.
먼저, 실리카는, 캔용 강판의 최표층인 크롬 수화 산화물층에 존재하기 때문에, 대상물과 접촉하여 문질러짐으로써, 일반적으로는, 탈리되기 쉽다.
그러나, 금속 크롬층의 입상 돌기끼리의 사이에는 오목부가 형성되어 있고, 이 오목부 내에 실리카가 파고 들어가 있는 경우에는, 실리카는 잘 탈리되지 않는다. 또, 설령 탈리되더라도, 다시 오목부 내에 들어가기 쉽다. 이 때문에, 실리카에 의한 슬라이딩성의 향상 효과가 유지되기 쉽다. 즉, 실리카 유지성이 우수하다.
입경비 D1/D2 가 상기 범위 내이면, 양호한 실리카 유지성이 발휘되고, 우수한 슬라이딩성이 유지되기 쉽다.
다만, 실리카에 의한 슬라이딩성의 향상 효과를 발휘시키기 위해서는, 오목부 내의 실리카가 대상물과 접하기 쉬운 (대상물과 맨 처음에 접촉하는) 상태에 있는 것이 바람직하다. 즉, 실리카의 크기에 대하여, 입상 돌기가 지나치게 크지 않은 것이 바람직하다.
그래서, 입경비 D1/D2 는, 4.5 이하가 바람직하고, 4.0 이하가 보다 바람직하고, 3.5 이하가 더욱 바람직하고, 3.0 이하가 특히 바람직하다. 이 범위이면, 캔용 강판의 슬라이딩성은 보다 우수하다.
[캔용 강판의 제조 방법]
다음으로, 상기 서술한 캔용 강판을 제조하는 방법을 설명한다.
개략적으로는, 강판에 대하여, 6 가 크롬 화합물 및 불소 함유 화합물을 함유하는 제 1 수용액을 사용하여 제 1 처리 (음극 전해 처리 C1, 양극 전해 처리 A1 및 음극 전해 처리 C2) 를 실시하고, 그 후, 제 2 수용액을 사용하여 제 2 처리 (침지 처리 또는 음극 전해 처리 C3) 를 실시한다. 제 2 수용액은, 일정량의 콜로이달 실리카를 함유하고, 또한 Cr 량이 적은 수용액이다.
먼저, 제 1 처리에 의해 크롬 수화 산화물층이 생성되고, 이어서, 제 2 처리에 의해, 이 크롬 수화 산화물층의 내부 또는 표면 등에, 콜로이달 실리카 (실리카) 가 분산되는 것으로 생각된다. 즉, 제 2 수용액에 포함되는 콜로이달 실리카가, 크롬 수화 산화물층의 실리카가 된다.
각각의 석출량은, 각 처리의 조건에 의해, 컨트롤 가능하다.
이하, 각 처리를 상세하게 설명한다.
〈제 1 처리〉
제 1 처리로서, 강판에 대하여, 제 1 수용액을 사용하여, 음극 전해 처리 C1, 양극 전해 처리 A1 및 음극 전해 처리 C2 를, 이 순서로 실시한다.
《제 1 수용액》
제 1 수용액은, 적어도 6 가 크롬 화합물 및 불소 함유 화합물을 함유한다.
6 가 크롬 화합물로는, 예를 들어, 삼산화크롬 (CrO3) ; 이크롬산칼륨 (K2Cr2O7) 등의 이크롬산염 ; 크롬산칼륨 (K2CrO4) 등의 크롬산염 ; 등을 들 수 있다.
불소 함유 화합물로는, 예를 들어, 불화수소산 (HF), 불화칼륨 (KF), 불화나트륨 (NaF), 규불화수소산 (H2SiF6) 및/또는 그 염 등을 들 수 있다. 규불화수소 산의 염으로는, 예를 들어, 규불화나트륨 (Na2SiF6), 규불화칼륨 (K2SiF6), 규불화암모늄 ((NH4)2SiF6) 등을 들 수 있다.
제 1 수용액에 있어서, Cr 량은, 0.50 mol/L 이상이 바람직하고, 0.80 mol/L 이상이 보다 바람직하다. 한편, 제 1 수용액에 있어서, Cr 량은, 3.00 mol/L 이하가 바람직하고, 2.50 mol/L 이하가 보다 바람직하다.
제 1 수용액에 있어서, F 량은, 0.020 mol/L 이상이 바람직하고, 0.080 mol/L 이상이 보다 바람직하다. 한편, 제 1 수용액에 있어서, F 량은, 0.480 mol/L 이하가 바람직하고, 0.400 mol/L 이하가 보다 바람직하다.
제 1 수용액은, 추가로, 황산을 함유해도 된다. 황산은, 그 일부 또는 전부가, 황산나트륨, 황산칼슘, 황산암모늄 등의 황산염이어도 된다.
수용액 중의 불소 함유 화합물 및 황산은, 불화물 이온, 황산 이온 및 황산수소 이온으로 해리된 상태로 존재한다. 이것들은, 음극 전해 처리 및 양극 전해 처리에 있어서 진행되는, 수용액 중에 존재하는 6 가 크롬 이온의 환원 반응 및 산화 반응에 관여하는 촉매로서 작용한다.
전해 처리에 사용하는 수용액이, 불소 함유 화합물 및 황산을 함유함으로써, 얻어지는 캔용 강판의 크롬 수화 산화물층의 크롬 환산의 부착량을 저감시킬 수 있다. 이것은, 아니온량이 많아짐으로써, 생성되는 크롬 산화물의 양이 감소하기 때문으로 생각된다.
제 1 수용액이 황산을 함유하는 경우, 제 1 수용액에 있어서, SO4 2- 량은, 0.0001 mol/L 이상이 바람직하고, 0.0003 mol/L 이상이 보다 바람직하고, 0.0010 mol/L 이상이 더욱 바람직하다.
한편, 이 SO4 2- 량은, 0.1000 mol/L 이하가 바람직하고, 0.0500 mol/L 이하가 보다 바람직하다.
제 1 처리 (음극 전해 처리 C1, 양극 전해 처리 A1, 및 음극 전해 처리 C1) 에 있어서, 1 종류의 수용액만을 사용하는 것이 바람직하다.
제 1 수용액의 액온은, 20 ℃ 이상이 바람직하고, 40 ℃ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 이 액온은, 80 ℃ 이하가 바람직하고, 60 ℃ 이하가 보다 바람직하다.
《음극 전해 처리 C1》
음극 전해 처리 C1 은, 금속 크롬 및 크롬 수화 산화물을 석출시킨다.
이 때, 적절한 석출량으로 하는 관점에서, 음극 전해 처리 C1 의 전기량 밀도 (전류 밀도와 통전 시간의 곱) 는, 15 C/dm2 이상이 바람직하고, 20 C/dm2 이상이 보다 바람직하고, 25 C/dm2 이상이 더욱 바람직하다. 한편, 음극 전해 처리 C1 의 전기량 밀도는, 50 C/dm2 이하가 바람직하고, 45 C/dm2 이하가 보다 바람직하고, 35 C/dm2 이하가 더욱 바람직하다.
음극 전해 처리 C1 의 전류 밀도 (단위 : A/dm2) 및 통전 시간 (단위 : sec.) 은, 상기 전기량 밀도로부터 적절히 설정된다.
《양극 전해 처리 A1》
양극 전해 처리 A1 은, 음극 전해 처리 C1 로 석출된 금속 크롬을 용해시켜, 음극 전해 처리 C2 에 있어서의 금속 크롬층의 입상 돌기의 발생 사이트를 형성한다.
이 때, 양극 전해 처리 A1 에서의 용해가 지나치게 강하거나 지나치게 약하거나 하면, 발생 사이트가 감소하여, 입상 돌기의 개수 밀도가 감소하거나, 불균일하게 용해가 진행되어 입상 돌기의 분포에 편차가 발생하거나, 금속 크롬층의 기부의 두께가 저감되거나 하는 경우가 있다.
이상의 관점에서, 양극 전해 처리 A1 의 전기량 밀도 (전류 밀도와 통전 시간의 곱) 는, 0.1 C/dm2 이상이 바람직하고, 0.3 C/dm2 이상이 보다 바람직하고, 0.3 C/dm2 초과가 더욱 바람직하다. 한편, 양극 전해 처리 A1 의 전기량 밀도는, 5.0 C/dm2 미만이 바람직하고, 3.0 C/dm2 이하가 보다 바람직하고, 2.0 C/dm2 이하가 더욱 바람직하다.
양극 전해 처리 A1 의 전류 밀도 (단위 : A/dm2) 및 통전 시간 (단위 : sec.) 은, 상기 전기량 밀도로부터 적절히 설정된다.
《음극 전해 처리 C2》
상기 서술한 바와 같이, 음극 전해 처리는, 금속 크롬 및 크롬 수화 산화물을 석출시킨다. 특히, 음극 전해 처리 C2 는, 상기 서술한 발생 사이트를 기점으로 하여, 금속 크롬층의 입상 돌기를 생성시킨다. 이 때, 전기량 밀도가 지나치게 높으면, 금속 크롬층의 입상 돌기가 급격하게 성장하여, 입경이 조대해지는 경우가 있다.
이상의 관점에서, 음극 전해 처리 C2 의 전류 밀도는, 60.0 A/dm2 미만이 바람직하고, 50.0 A/dm2 미만이 보다 바람직하고, 40.0 A/dm2 미만이 더욱 바람직하다. 한편, 음극 전해 처리 C2 의 전류 밀도는, 10 A/dm2 이상이 바람직하고, 15.0 A/dm2 초과가 보다 바람직하다.
동일한 이유에서, 음극 전해 처리 C2 의 전기량 밀도 (전류 밀도와 통전 시간의 곱) 는, 30.0 C/dm2 미만이 바람직하고, 25.0 C/dm2 이하가 보다 바람직하다. 한편, 음극 전해 처리 C2 의 전기량 밀도는, 1.0 C/dm2 이상이 바람직하고, 2.0 C/dm2 이상이 보다 바람직하다.
음극 전해 처리 C2 의 통전 시간 (단위 : sec.) 은, 상기 전기량 밀도로부터 적절히 설정된다.
음극 전해 처리 C1, 양극 전해 처리 A1 및 음극 전해 처리 C2 는, 연속 전해 처리가 아니어도 된다. 즉, 공업 생산상, 복수의 전극으로 나눠 전해시킴으로써 불가피적으로 무통전 침지 시간이 존재하는 단속 전해 처리여도 된다. 단속 전해 처리의 경우, 토탈의 전기량 밀도가 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
〈제 2 처리〉
제 2 처리로서, 제 1 처리를 거친 강판에 대하여, 콜로이달 실리카를 함유하는 제 2 수용액을 사용하여, 침지 처리 또는 음극 전해 처리 C3 을 실시한다.
이로써, 상기 서술한 바와 같이, 제 1 처리에 의해 생성된 크롬 수화 산화물층의 내부 또는 표면 등에, 실리카가 부착된다.
《제 2 수용액》
제 2 수용액은, 콜로이달 실리카를 함유한다.
콜로이달 실리카로는, 특별히 한정되지 않지만, 안정성의 면에서 분산매가 물인 콜로이달 실리카가 바람직하며, 그 구체예로는, 닛산 화학사 제조의 스노텍스 시리즈 등을 들 수 있다.
상기 서술한 바와 같이, 제 2 수용액에 포함되는 콜로이달 실리카의 평균 입경을, 크롬 수화 산화물층의 실리카의 평균 입경 D2 로 간주할 수 있다.
콜로이달 실리카의 평균 입경은, 10 ㎚ 미만의 경우에는, BET 법에 의해 구한 비표면적으로부터 산출한다. BET 법에 의한 비표면적의 측정은, 질소 가스를 사용하여, JIS Z 8830 : 2013 에 준거하여 실시한다.
10 ∼ 100 ㎚ 의 경우에는, 시어스법에 의해 구한 비표면적으로부터 산출한다. 시어스법은, 애널리티컬·케미스트리 (Analytical Chemistry) 의 제 28 권, 제 12 호, 1956년 12월, 제 1981 ∼ 1983 페이지에 기재된, 수산화나트륨을 사용한 적정에 의해 비표면적을 구하는 방법이다.
100 ㎚ 를 초과하는 경우에는, 레이저 회절법을 사용하여 구한다. 보다 상세하게는, 레이저 회절법에 의해 구한, 입도 분포에 있어서의 적산값 50 ％ 에서의 입경을 평균 입경으로 한다.
제 2 수용액에 포함되는 콜로이달 실리카가 지나치게 적으면, 최종적으로 얻어지는 크롬 수화 산화물층에 있어서, 원하는 실리카의 함유량이 얻어지지 않는다.
이 때문에, 제 2 수용액에 있어서의 콜로이달 실리카의 함유량은, SiO2 환산으로, 0.10 g/L 이상이고, 0.20 g/L 이상이 바람직하고, 0.30 g/L 이상이 보다 바람직하다.
한편, 상한은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 2 수용액에 있어서의 콜로이달 실리카의 함유량은, SiO2 환산으로, 40 g/L 이하가 바람직하고, 30 g/L 이하가 보다 바람직하고, 20 g/L 이하가 더욱 바람직하다. 다만, 이것들에 한정되지 않고, 원하는 실리카의 함유량에 따라 적절히 조정할 수 있다.
제 2 수용액은, 콜로이달 실리카를 안정적으로 수중에 분산시키기 위해, 제 1 수용액과는 별개인 것이 바람직하다.
이 때문에, 제 2 수용액에 있어서의 Cr 량은, 0.50 mol/L 미만이 바람직하고, 0.45 mol/L 이하가 보다 바람직하고, 0.40 mol/L 이하가 더욱 바람직하다.
다만, Cr 량이 이 범위 내이면, 크롬 수화 산화물층의 부착량 제어나 개질 등을 목적으로 하여, 의도적으로, 6 가 크롬 화합물을 함유하는 수용액 중에 콜로이달 실리카를 첨가하여, 제 2 수용액을 조제해도 된다. 이 경우, 제 2 처리로서, 침지 처리가 아니라, 음극 전해 처리 C3 을 실시한다.
또한, 제 1 처리를 거친 강판에 대하여 수세를 실시하는 경우, 그 수세에 사용하는 물 (린스액) 에 콜로이달 실리카를 첨가하여, 제 2 수용액을 조제해도 된다. 이 경우, 제 2 처리는, 음극 전해 처리 C3 이 아니라, 침지 처리가 된다.
제 2 수용액의 액온이 높을수록, 크롬 수화 산화물층에 실리카가 부착되기 쉽다. 이 때문에, 크롬 수화 산화물층에 있어서의 실리카의 함유량을 많게 하는 관점에서는, 제 2 수용액의 액온은, 20 ℃ 이상이 바람직하고, 40 ℃ 이상이 보다 바람직하다.
한편, 상한은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 2 수용액의 액온은, 80 ℃ 이하가 바람직하고, 60 ℃ 이하가 보다 바람직하다. 다만, 이것들에 한정되지 않고, 원하는 실리카의 함유량에 따라 적절히 조정할 수 있다.
《침지 처리》
제 2 수용액 중에, 제 1 처리를 거친 강판을, 무통전 상태로 침지시킨다.
침지 시간이 길수록, 크롬 수화 산화물층에 실리카가 부착되기 쉽다. 이 때문에, 크롬 수화 산화물층에 있어서의 실리카의 함유량을 많게 하는 관점에서는, 침지 시간은, 0.20 초 이상이 바람직하고, 0.80 초 이상이 보다 바람직하고, 1.20 초 이상이 더욱 바람직하다.
한편, 상한은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 침지 시간은, 10.00 초 이하가 바람직하고, 8.00 초 이하가 보다 바람직하고, 6.00 초 이하가 더욱 바람직하다. 다만, 이것들에 한정되지 않고, 원하는 실리카의 함유량에 따라 적절히 조정할 수 있다.
《음극 전해 처리 C3》
제 1 처리를 거친 강판을 음극으로 하여, 6 가 크롬 화합물을 함유하는 제 2 수용액 중에 있어서, 상기 서술한 음극 전해 처리 C1 및 음극 전해 처리 C2 와 동일하게 하여, 전해 처리를 실시한다. 이로써, 크롬 수화 산화물층에 실리카가 부착됨과 함께, 예를 들어, 크롬 수화 산화물층을 증량시킬 수 있다.
음극 전해 처리 C3 의 전해 조건 (전기량 밀도 등) 은, 크롬 수화 산화물층에 있어서의 실리카의 함유량의 관점에서는 특별히 한정되지 않지만, 이것을 조정함으로써, 크롬 수화 산화물층의 부착량을 제어할 수 있다.
예를 들어, 음극 전해 처리 C3 의 전기량 밀도 (전류 밀도와 통전 시간의 곱) 는, 5 C/dm2 이상이 바람직하고, 10 C/dm2 이상이 보다 바람직하다. 한편, 음극 전해 처리 C3 의 전기량 밀도는, 30 C/dm2 이하가 바람직하고, 20 C/dm2 이하가 보다 바람직하다.
음극 전해 처리 C3 의 전류 밀도 (단위 : A/dm2) 및 통전 시간 (단위 : sec.) 은, 상기 전기량 밀도로부터 적절히 설정된다.
실시예
이하에 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
〈캔용 강판의 제조〉
0.20 ㎜ 의 판두께로 제조한 강판 (조질도 : T5CA, 표면 조도 Ra : 0.25 ㎛) 에 대하여, 통상적인 탈지 및 산세를 실시하였다.
이어서, 이 강판에 대하여, 하기 표 1 에 나타내는 수용액을 사용하여, 제 1 처리 및 제 2 처리를 실시하였다.
보다 상세하게는, 먼저, 수용액 A 를 유동 셀에서 펌프에 의해 100 mpm 상당으로 순환시키고, 납 전극을 사용하여, 하기 표 2 에 나타내는 조건에서 제 1 처리 (음극 전해 처리 C1, 양극 전해 처리 A1 및 음극 전해 처리 C2) 를 실시하였다. 단, 비교예 3 에서는, 양극 전해 처리 A1 및 음극 전해 처리 C2 를 하지 않았다 (하기 표 2 중의 해당하는 란에는「-」를 기재하였다).
그 후, 수용액 B1 ∼ G 중 어느 것을 사용하여, 하기 표 2 에 나타내는 조건에서 제 2 처리 (침지 처리 또는 음극 전해 처리 C3) 를 실시하였다 (하기 표 2 중, 하지 않은 쪽의 처리의 란에는「-」를 기재하였다).
이렇게 하여, 캔용 강판을 제조하였다. 제조 후의 캔용 강판은, 수세하고, 블로어를 사용하여 실온에서 건조시켰다.
〈부착량 및 입상 돌기의 개수〉
제조한 캔용 강판에 대해, 금속 크롬층의 부착량, 및 크롬 수화 산화물층의 크롬 환산의 부착량 (하기 표 2 에서는 간단히「부착량」으로 표기) 을 측정하였다.
또, 제조한 캔용 강판의 금속 크롬층에 대해, 입상 돌기의 개수 밀도 및 평균 입경 D1 을 측정하였다.
또한, 제조한 캔용 강판의 크롬 수화 산화물층에 대해, 실리카의 SiO2 환산의 함유량 (하기 표 2 에서는 간단히「함유량」으로 표기) 을 측정하였다.
측정 방법은, 모두 상기 서술한 바와 같다. 결과를 하기 표 2 에 나타낸다.
실리카의 평균 입경 D2 및 입경비 D1/D2 에 대해서도, 하기 표 2 에 나타낸다.
또한, 제조한 캔용 강판의 실리카 평균 입경 D2 (하기 표 2 참조) 는, 원료로서 사용한 콜로이달 실리카의 평균 입경 (하기 표 1 참조) 과 일치하고 있었다.
〈평가〉
제조한 캔용 강판에 대해, 이하의 평가를 실시하였다. 평가 결과는 하기 표 2 에 나타낸다.
《슬라이딩성 1》
제조한 캔용 강판의 표면 (대상면) 에 대해, JIS P 8147 : 2010 에 준거한 경사법에 의해, 정마찰 계수를 측정하였다.
보다 상세하게는, 캔용 강판으로부터 잘라낸 샘플을, 그 대상면을 대 (臺) 측으로 하여 대 상에 배치하였다. 샘플의 대상면과는 반대측의 면 상에 추 150 g 을 얹고, 대를 경사시켜, 샘플이 움직이기 시작한 시점의 대의 각도로부터, 정마찰력을 산출하고, 정마찰 계수를 구하였다. 구한 정마찰 계수로부터, 하기 기준으로 슬라이딩성을 평가하였다. 「◎◎」,「◎」또는「○」이면, 슬라이딩성이 우수한 것으로 평가할 수 있다.
◎◎ : 정마찰 계수 0.25 미만
◎ : 정마찰 계수 0.25 이상 0.30 미만
○ : 정마찰 계수 0.30 이상 0.45 미만
△ : 정마찰 계수 0.45 이상 0.55 미만
× : 정마찰 계수 0.55 이상
《슬라이딩성 2》
제조한 캔용 강판을, 쇼어 경도 Hs 가 75 인 40 ㎜φ 의 니트릴 고무 롤에, 회전수 40 mpm, 면압 0.2 ㎫ 의 조건에서, 10 회 통판시켰다.
그 후, 상기「슬라이딩성 1」과 동일하게 하여, 슬라이딩성을 평가하였다.
적어도 슬라이딩성 1 의 결과가「◎◎」,「◎」또는「○」이면, 슬라이딩성이 우수한 것으로 평가할 수 있지만, 슬라이딩성 2 의 결과도「◎◎」,「◎」또는「○」인 것이 바람직하다. 그 경우, 양호한 실리카 유지성이 발휘되고 있고, 슬라이딩성의 향상 효과가 시간 경과적으로 유지되고 있는 것으로 평가할 수 있다.
《슬라이딩성 3》
제조한 캔용 강판을 사용하여, 핀 온 디스크 시험을 실시하였다 (이 시험을 실시하지 않은 경우에는, 하기 표 2 중에「-」를 기재하였다).
구체적으로는, 35 ㎜φ 의 원판상으로 가공한 캔용 강판의 표면 상에, 핀을 하중 1 N 으로 가압하고, 원주 속도 500 rpm 으로 10 회전시켰을 때의 마찰력으로부터, 동마찰 계수를 구하였다. 구한 정마찰 계수로부터, 하기 기준으로 슬라이딩성을 평가하였다. 「◎◎」,「◎」또는「○」이면, 슬라이딩성이 우수한 것으로 평가할 수 있다.
◎◎ : 동마찰 계수 0.20 미만
◎ : 동마찰 계수 0.20 이상 0.25 미만
○ : 동마찰 계수 0.25 이상 0.30 미만
△ : 동마찰 계수 0.30 이상 0.45 미만
× : 동마찰 계수 0.45 이상
《용접성》
제조한 캔용 강판으로부터 채취한 2 장의 샘플에 대해, 210 ℃ × 10 분간의 열처리를 실시하고, 스폿 용접하였다. 2 장의 샘플을, DR 형 1 질량％ Cr-Cu 전극 (선단 직경 2.3 ㎜, 곡률 R40 ㎜ 로 하여 가공한 전극) 으로 협지하고, 하기 조건에서 통전시켰다. 충분한 강도가 얻어지는 하한 전류와, 먼지가 발생하지 않는 상한 전류로부터, 적정 전류 범위 (＝ 상한 전류 － 하한 전류) 를 구하고, 하기 기준으로 용접성을 평가하였다. 「◎◎」,「◎」또는「○」이면, 용접성이 우수한 것으로 평가할 수 있다.
· 아마다 미야치사 제조의 트랜지스터식 전원 : MDA-8000A
· 용접 헤드 : AH-200
· 가압 : 40 kgf
· 통전 시간 : 1.6 msec. (슬로프 0.2 msec.)
· 파형 : 구형파
◎◎ : 2.5 kA 이상
◎ : 2.0 kA 이상, 2.5 kA 미만
○ : 1.5 kA 이상, 2.0 kA 미만
△ : 1.0 kA 이상, 1.5 kA 미만
× : 1.0 kA 미만
Figure pct00001
Figure pct00002
〈평가 결과 정리〉
상기 표 2 에 나타내는 결과로부터 분명한 바와 같이, 발명예 1 ∼ 발명예 22 는, 슬라이딩성 및 용접성이 모두 양호하였다. 이에 대하여, 비교예 1 ∼ 비교예 5 는, 슬라이딩성 및 용접성 중 적어도 일방이 불충분하였다.
비교예 1 은, 콜로이달 실리카를 함유하지 않는 수용액 B1 을 제 2 수용액으로서 사용한 예인데, 크롬 수산화물층이 실리카를 함유하지 않고, 슬라이딩성이 불충분하였다.
발명예 1 과 발명예 2 를 대비하면, 제 2 처리로서 침지 처리를 실시한 발명예 1 은, 제 2 처리로서 음극 전해 처리 C3 을 실시한 발명예 2 보다, 크롬 수화 산화물층의 부착량이 적고, 용접성이 보다 양호하였다.
발명예 1 과 발명예 3 을 대비하면, 입경비 D1/D2 가 1.2 인 발명예 1 은, 입경비 D1/D2 가 14.0 인 발명예 3 보다, 슬라이딩성이 보다 양호하였다.
발명예 1 과 발명예 4 를 대비하면, 입상 돌기의 평균 입경 D1 이 70 ㎚ 인 발명예 1 은, 평균 입경 D1 이 40 ㎚ 인 발명예 4 보다, 용접성이 보다 양호하였다.
발명예 1 과 발명예 5 는, 슬라이딩성 및 용접성은 동등하게 양호하였다.
발명예 1 과 발명예 6 을 대비하면, 입경비 D1/D2 가 1.2 인 발명예 1 은, 입경비 D1/D2 가 5.0 인 발명예 6 보다, 슬라이딩성이 보다 양호하였다.
비교예 2 는, 콜로이달 실리카의 함유량이 적은 수용액 E1 을 제 2 수용액으로서 사용한 예인데, 크롬 수산화물층에 있어서의 실리카의 함유량이 0.1 ㎎/㎡ 미만으로 적고, 슬라이딩성이 불충분하였다.
발명예 1 과 발명예 7 은, 슬라이딩성 및 용접성은 동등하게 양호하였다.
발명예 1 과 발명예 8 을 대비하면, 크롬 수산화물층에 있어서의 실리카의 함유량이 1.5 ㎎/㎡ 인 발명예 8 은, 이 함유량이 1.4 ㎎/㎡ 인 발명예 1 보다, 슬라이딩성이 보다 양호하였다.
비교예 3 은, 금속 크롬층이 입상 돌기를 갖지 않고, 용접성이 불충분하였다. 또, 슬라이딩성 2 도 불충분하였다.
발명예 8, 발명예 9, 발명예 10, 발명예 11 및 비교예 4 는, 이 순서로, 크롬 수산화물층에 있어서의 실리카의 함유량이 증가하고 있다.
이 함유량이 62.8 ㎎/㎡ 로 많은 비교예 4 는, 용접성이 불충분하였다.
이것들 중에서는, 크롬 수산화물층에 있어서의 실리카의 함유량이 적어짐에 따라서, 용접성이 보다 양호해지는 경향이 보였다.
발명예 12, 발명예 13 및 발명예 14 는, 이 순서로, 금속 크롬층의 입상 돌기의 평균 입경 D1 이 작아지고, 또한 입경비 D1/D2 도 작아지고 있다.
이것들 중에서는, 입상 돌기의 평균 입경 D1 이 커짐에 따라서, 용접성이 양호해지는 경향이 보였다.
또한, 발명예 12 및 발명예 13 은, 입경비 D1/D2 가 0.1 인 발명예 14 보다, 슬라이딩성 2 의 평가 결과가 양호하였다.
비교예 5 는, 실리카의 평균 입경 D2 가 220 ㎚ 로 큰 만큼, 실리카의 함유량도 45.6 ㎎/㎡ 로 많다. 이 때문에, 용접성이 불충분하였다.
발명예 15 및 발명예 16 은, 발명예 9 및 발명예 10 과 동등하게, 슬라이딩성 및 용접성이 양호하였다.
발명예 17 ∼ 발명예 22 는, 순서대로, 입경비 D1/D2 가 커지고 있다.
이것들 중에서는, 입경비 D1/D2 가 0.6 ∼ 3.0 의 범위 내인 발명예 18 ∼ 발명예 20 은, 이것을 만족하지 않는 발명예 17, 발명예 21 및 발명예 22 와 비교하고, 슬라이딩성 3 의 평가 결과가 양호하였다.
1 : 캔용 강판
2 : 강판
3 : 금속 크롬층
3a : 기부
3b : 입상 돌기
4 : 크롬 수화 산화물층

Claims (9)

  1. 강판의 표면에, 상기 강판측에서부터 순서대로, 금속 크롬층 및 크롬 수화 산화물층을 갖고,
    상기 금속 크롬층의 부착량이, 50 ∼ 150 ㎎/㎡ 이고,
    상기 크롬 수화 산화물층의 크롬 환산의 부착량이, 3 ∼ 15 ㎎/㎡ 이고,
    상기 금속 크롬층은, 평판상의 기부와, 상기 기부 상에 형성된 입상 돌기를 포함하고,
    상기 입상 돌기의 평균 입경 D1 이, 20 ∼ 200 ㎚ 이고,
    상기 입상 돌기의 개수 밀도가, 10 개/㎛2 이상이고,
    상기 크롬 수화 산화물층은, 실리카를 함유하고,
    상기 크롬 수화 산화물층에 있어서의 상기 실리카의 함유량이, SiO2 환산으로, 0.1 ∼ 45 ㎎/㎡ 인, 캔용 강판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리카의 평균 입경 D2 가, 5 ∼ 200 ㎚ 인, 캔용 강판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 입상 돌기의 평균 입경 D1 과 상기 실리카의 평균 입경 D2 의 비 D1/D2 가, 0.2 이상인, 캔용 강판.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 입상 돌기의 평균 입경 D1 과 상기 실리카의 평균 입경 D2 의 비 D1/D2 가, 0.6 이상인, 캔용 강판.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입상 돌기의 평균 입경 D1 과 상기 실리카의 평균 입경 D2 의 비 D1/D2 가, 4.5 이하인, 캔용 강판.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입상 돌기의 평균 입경 D1 과 상기 실리카의 평균 입경 D2 의 비 D1/D2 가, 3.0 이하인, 캔용 강판.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 캔용 강판을 제조하는 방법으로서,
    강판에 대하여, 6 가 크롬 화합물 및 불소 함유 화합물을 함유하는 제 1 수용액을 사용하여, 음극 전해 처리 C1, 양극 전해 처리 A1 및 음극 전해 처리 C2 를, 이 순서로 실시하고, 그 후, 제 2 수용액을 사용하여, 침지 처리 또는 음극 전해 처리 C3 을 실시하고,
    상기 제 2 수용액은, 콜로이달 실리카를 함유하고,
    상기 제 2 수용액에 있어서의 상기 콜로이달 실리카의 함유량이, SiO2 환산으로, 0.10 g/L 이상인, 캔용 강판의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 수용액에 있어서의 Cr 량이, 0.50 mol/L 미만인, 캔용 강판의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 수용액에 있어서의 Cr 량이, 0.50 mol/L 이상인, 캔용 강판의 제조 방법.
KR1020237011209A 2020-10-28 2021-06-29 캔용 강판 및 그 제조 방법 KR20230061477A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2020-180328 2020-10-28
JP2020180328 2020-10-28
JPJP-P-2021-001529 2021-01-07
JP2021001529 2021-01-07
PCT/JP2021/024578 WO2022091481A1 (ja) 2020-10-28 2021-06-29 缶用鋼板およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230061477A true KR20230061477A (ko) 2023-05-08

Family

ID=81383878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237011209A KR20230061477A (ko) 2020-10-28 2021-06-29 캔용 강판 및 그 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP7239014B2 (ko)
KR (1) KR20230061477A (ko)
CN (1) CN116438332A (ko)
TW (1) TW202217070A (ko)
WO (1) WO2022091481A1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017098991A1 (ja) 2015-12-11 2017-06-15 Ｊｆｅスチール株式会社 缶用鋼板およびその製造方法
WO2017098994A1 (ja) 2015-12-11 2017-06-15 Ｊｆｅスチール株式会社 缶用鋼板およびその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62146295A (ja) * 1985-12-21 1987-06-30 Nippon Steel Corp 金属の表面処理方法
JPS63186894A (ja) * 1986-09-12 1988-08-02 Kawasaki Steel Corp 溶接缶用クロムめっき鋼板及びその製造方法
JP3048177B2 (ja) * 1990-12-13 2000-06-05 日本化薬株式会社 マイクロカプセルの製造方法
JPH0941193A (ja) * 1995-07-28 1997-02-10 Kawasaki Steel Corp 潤滑性および耐食性に優れたクロメート処理亜鉛系めっき鋼板、およびその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017098991A1 (ja) 2015-12-11 2017-06-15 Ｊｆｅスチール株式会社 缶用鋼板およびその製造方法
WO2017098994A1 (ja) 2015-12-11 2017-06-15 Ｊｆｅスチール株式会社 缶用鋼板およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202217070A (zh) 2022-05-01
CN116438332A (zh) 2023-07-14
JPWO2022091481A1 (ko) 2022-05-05
JP7239014B2 (ja) 2023-03-14
WO2022091481A1 (ja) 2022-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5884947B2 (ja) Ｎｉめっき鋼板及びＮｉめっき鋼板の製造方法
JP7067543B2 (ja) 缶用鋼板およびその製造方法
CA3007983C (en) Steel sheet for cans and production method for steel sheet for cans
JP6648835B2 (ja) 缶用鋼板およびその製造方法
WO2018225726A1 (ja) 缶用鋼板およびその製造方法
US6129995A (en) Zinciferous coated steel sheet and method for producing the same
JP7409337B2 (ja) 缶用鋼板およびその製造方法
JP7024807B2 (ja) 缶用鋼板およびその製造方法
KR20230061477A (ko) 캔용 강판 및 그 제조 방법
JP6787500B2 (ja) 缶用鋼板およびその製造方法
JP5978923B2 (ja) 容器用鋼板、その製造に用いられる処理液、および、容器用鋼板の製造方法
JP7416323B2 (ja) 缶用鋼板およびその製造方法
JP5884191B2 (ja) 容器用鋼板
WO2023127236A1 (ja) 缶用鋼板およびその製造方法
JP7239087B1 (ja) 缶用鋼板およびその製造方法
WO2022163073A1 (ja) 缶用鋼板およびその製造方法
WO2023112467A1 (ja) 缶用鋼板およびその製造方法
JP7384151B2 (ja) 缶用鋼板およびその製造方法
JP6197911B2 (ja) 処理液、および、容器用鋼板の製造方法
JP3261377B1 (ja) 耐食性に優れた化成処理鋼板
KR100332922B1 (ko) 크롬 수산화물 도금액 및 이를 이용하여 시임 용접시 접촉저항이 낮은 크롬 수산화물 피막을 형성하는 방법
JP2016121369A (ja) 容器用鋼板およびその製造方法