RU2663232C2 - Method of passivation of strip-shaped black plate - Google Patents
Method of passivation of strip-shaped black plate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663232C2 RU2663232C2 RU2014128191A RU2014128191A RU2663232C2 RU 2663232 C2 RU2663232 C2 RU 2663232C2 RU 2014128191 A RU2014128191 A RU 2014128191A RU 2014128191 A RU2014128191 A RU 2014128191A RU 2663232 C2 RU2663232 C2 RU 2663232C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strip
- solution
- processing
- black
- titanium
- Prior art date
Links
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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
-
- 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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
- C23C22/08—Orthophosphates
- C23C22/18—Orthophosphates containing manganese cations
- C23C22/182—Orthophosphates containing manganese cations containing also zinc cations
-
- 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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/34—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides
-
- 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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
-
- 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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
- C23C22/74—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process for obtaining burned-in conversion coatings
-
- 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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
- C23C22/76—Applying the liquid by spraying
-
- 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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
-
- 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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
- C23C22/80—Pretreatment of the material to be coated with solutions containing titanium or zirconium compounds
-
- 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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/82—After-treatment
-
- 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
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/82—After-treatment
- C23C22/83—Chemical after-treatment
-
- 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
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
-
- 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
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/34—Anodisation of metals or alloys not provided for in groups C25D11/04 - C25D11/32
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31678—Of metal
Abstract
Description
Изобретение относится к способу пассивации полосовой черной жести, в котором во время первой стадии посредством электрохимической обработки черной жести на поверхности черной жести формируют инертный слой, а во время следующей стадии водный бесхромовый раствор для обработки наносят по меньшей мере на одну поверхность черной жести для формирования защищающего от коррозии конверсионного слоя, который, кроме того, образует адгезионный слой для красок и органических материалов покрытий. Под пассивацией в контексте настоящего изобретения понимают целенаправленное получение защитного слоя (здесь: конверсионного слоя) на черной жести, который препятствует коррозии черной жести или по меньшей мере сильно замедляет ее. Изобретение также относится к применению черной жести, обработанной по настоящему изобретению, в качестве упаковочной стали.The invention relates to a method for passivation of strip black metal, in which, during the first stage, an inert layer is formed on the surface of the black sheet by electrochemical processing of the black sheet, and during the next stage, an anhydrous chromium-free treatment solution is applied to at least one surface of the black sheet to form a protective sheet. from corrosion of the conversion layer, which, in addition, forms an adhesive layer for paints and organic coating materials. By passivation in the context of the present invention is meant the targeted preparation of a protective layer (here: a conversion layer) on black metal, which prevents the corrosion of black metal or at least greatly slows it down. The invention also relates to the use of black sheet processed according to the present invention as packaging steel.
Известны способы защиты металлических поверхностей от коррозии, в которых металлические покрытия снабжают покрытием из другого, как правило - неблагородного, металла (например, цинка и хрома). Так, например, известно нанесение на стальную жесть покрытий из цинка или хрома, или из олова (которое, однако, является более благородным металлом, чем сталь). Для изготовления упаковок, в частности в области пищевых продуктов, очень широко используют, например, луженые тонкие жести (белые жести). Белые жести отличаются очень хорошей коррозионной стойкостью и хорошими свойствами формуемости и свариваемости, и поэтому они очень хорошо подходят для изготовления упаковок, например жестяных банок для напитков.Known methods of protecting metal surfaces from corrosion, in which metal coatings provide a coating of another, usually non-precious, metal (for example, zinc and chromium). For example, it is known that coatings made of zinc or chromium or tin (which, however, is a more noble metal than steel) are coated on steel sheet. For the manufacture of packaging, in particular in the field of food, it is very widely used, for example, tinned thin sheets (white sheets). Tinplate has very good corrosion resistance and good formability and weldability, and therefore it is very well suited for the manufacture of packaging, such as cans for drinks.
Для того чтобы защитить от коррозии и само металлическое покрытие, например покрытие из олова в случае белой жести, и обеспечить хорошую адгезионную грунтовку для красок и полимерных покрытий, на поверхность металлического покрытия часто наносят конверсионные слои.In order to protect the metal coating itself, such as tin coating in the case of tinplate, from corrosion and to provide a good adhesive primer for paints and polymer coatings, conversion layers are often applied to the surface of the metal coating.
Под конверсионными слоями понимают неметаллические, чаще всего -неорганические, очень тонкие слои на поверхности металла, которые, как правило, формируют посредством химической реакции водного раствора для обработки с металлической основой. Конверсионные покрытия обеспечивают, в частности в случае тонких жестей, очень эффективную защиту от коррозии, хорошую адгезионную грунтовку для красок и полимерных покрытий, и они снижают поверхностное трение и износ.By conversion layers is meant non-metallic, most often inorganic, very thin layers on the metal surface, which, as a rule, are formed by the chemical reaction of an aqueous solution for processing with a metal base. Conversion coatings provide, in particular in the case of thin gestures, a very effective corrosion protection, good adhesion primer for paints and polymer coatings, and they reduce surface friction and wear.
В зависимости от основы различают железное, цинковое и марганцевое фосфатирование, электролитическое фосфатирование, хроматный, оксалатный способы и анодирование. Очень эффективной защитой от коррозии оказались хромсодержащие конверсионные слои. При хроматировании металлическую поверхность обрабатывают кислым раствором, содержащим ионы хрома (VI), при этом хром (VI) восстанавливается до хрома (III). В результате обработки на поверхности металла образуется защищающий от коррозии хромсодержащий конверсионный слой.Depending on the basis, iron, zinc and manganese phosphating, electrolytic phosphating, chromate, oxalate methods and anodizing are distinguished. The chromium-containing conversion layers proved to be very effective corrosion protection. When chromating, the metal surface is treated with an acidic solution containing chromium (VI) ions, while chromium (VI) is reduced to chromium (III). As a result of processing, a chromium-containing conversion layer that protects against corrosion is formed on the metal surface.
Однако соединения хрома (VI) являются высокотоксичными и канцерогенными. В применениях в области автомобилестроения и бытовых приборах в ЕС уже запрещена пассивация металлических поверхностей веществами, содержащими хром (VI). По этой причине на предшествующем уровне техники разработаны бесхромовые конверсионные слои. Так, например, из публикаций WO 97/40208-А и ЕР 2532769 А1 известны способы получения бесхромовых конверсионных слоев на цинковых или алюминиевых поверхностях. В публикации WO 2008/119675 также описаны растворы для обработки поверхности с целью получения бесхромовых конверсионных слоев, которые содержат оксокатионы и комплексные ионы галогенов, которые приводят к бесцветным и слегка иризирующим конверсионным слоям.However, chromium (VI) compounds are highly toxic and carcinogenic. In automotive applications and household appliances, the passivation of metal surfaces with substances containing chromium (VI) is already prohibited in the EU. For this reason, chrome-free conversion layers have been developed in the prior art. Thus, for example, from WO 97/40208-A and EP 2532769 A1, methods are known for producing chromium-free conversion layers on zinc or aluminum surfaces. WO 2008/119675 also describes surface treatment solutions for the preparation of chrome-free conversion layers that contain oxocations and complex halogen ions, which lead to colorless and slightly iridescent conversion layers.
Белая жесть обладает превосходными свойствами для использования в качестве упаковочного материала для пищевых продуктов, и в течение многих десятилетий ее изготавливают и перерабатывают для этой цели. Однако олово, которое в случае белой жести образует антикоррозионное покрытие, из-за всемирного дефицита ресурсов превратилось в весьма дорогой материал. В качестве альтернативы белой жести, в частности - для применения в качестве упаковочной стали, на предшествующем уровне техники известны стальные жести, электролитически покрытые хромом, которые называют безоловянными жестями (TFS; от англ. Tin Free Steel) или «электролитически хромированной сталью» (ECCS; от англ. Electrolytic Chromium Coated Steel). Эти безоловянные жести отличаются, с одной стороны, хорошим сцеплением с красками или органическими защитными покрытиями (например, из ПП (полипропилена) или ПЭТ (полиэтилентерефталат)), однако, с другой стороны, при осуществлении способа нанесения покрытия из-за токсических и вредных для здоровья свойств хром-VI-содержащие материалы, используемые для нанесения покрытия, обладают значительными недостатками.Tinplate has excellent properties for use as a packaging material for food products, and for many decades it has been manufactured and processed for this purpose. However, tin, which in the case of tinplate forms an anti-corrosion coating, has turned into a very expensive material due to a worldwide shortage of resources. As an alternative to tinplate, in particular for use as packaging steel, chrome-plated steel sheets known as tinless gestures (TFS; from the English Tin Free Steel) or “electrolytically chrome-plated steel” (ECCS) are known in the prior art. ; from the English Electrolytic Chromium Coated Steel). These tinless tins are distinguished, on the one hand, by good adhesion to paints or organic protective coatings (for example, from PP (polypropylene) or PET (polyethylene terephthalate)), however, on the other hand, when implementing the coating method, it is toxic and harmful to The health properties of chromium-VI-containing materials used for coating have significant drawbacks.
Поэтому задачей настоящего изобретения является получение бесхромовой упаковочной жести, которая была бы пригодной для использования в качестве замены безоловянной жести (TFS или ECCS) и в качестве замены белой жести, и которая, в частности, как в отношении коррозионной стойкости, так и в отношении свойств сцепления с красками или органическими покрытиями должна быть сопоставимой с белой жестью или безоловянной стальной жестью.It is therefore an object of the present invention to provide a chromium-free packaging sheet which is suitable for use as a replacement for tinless sheet metal (TFS or ECCS) and as a replacement for white sheet, and which, in particular, both in terms of corrosion resistance and properties adhesion to paints or organic coatings should be comparable to white tin or tinless steel tin.
Эта задача решена за счет способа пассивации полосовой черной жести с признаками по пункту 1 формулы изобретения. Согласно этому способу используют черную жесть без покрытия в полосовой форме и ее поверхность во время первой стадии инертизируют посредством электрохимической обработки, затем промывают водой или другой промывочной жидкостью и в заключение на дополнительной стадии наносят коррозионностойкое конверсионное покрытие путем нанесения водного бесхромового раствора для обработки по меньшей мере на одну поверхность черной жести.This problem is solved by the method of passivation of strip black sheet with signs according to paragraph 1 of the claims. According to this method, uncoated tinplate is used in strip form and its surface is inert during the first stage by electrochemical treatment, then it is washed with water or another washing liquid, and finally, at the additional stage, a corrosion-resistant conversion coating is applied by applying an aqueous chromium-free solution for processing at least on one surface of black tin.
Другие особые варианты осуществления способа определены в зависимых пунктах формулы изобретения.Other specific embodiments of the method are defined in the dependent claims.
Предпочтительно используют холоднокатаную, закаленную и довальцованную или дрессированную стальную полосу из нелегированной стали с содержанием углерода от 20 до 1000 млн-1. Предпочтительно, чтобы стальная полоса (черная жесть) имела следующие свойства:Preferably, a cold-rolled, hardened and dovaltsovannuyu or a trained steel strip of unalloyed steel with a carbon content of from 20 to 1000 million -1. Preferably, the steel strip (black sheet) had the following properties:
- прочность: 300-1000 МПа- strength: 300-1000 MPa
- разрывное удлинение: 1-40%- tensile elongation: 1-40%
- толщина: 0,05-0,49 мм- thickness: 0.05-0.49 mm
- шероховатость поверхности: 0,1-1 мкм- surface roughness: 0.1-1 microns
Что касается стали, то речь может идти, например, о ферритной стали или о многофазной стали, которая содержит многочисленные структурные элементы, в частности феррит, мартенсит, баинит и/или остаточный аустенит. Такие многофазные стали отличаются высокой прочностью, превышающей 500 МПа, при одновременно хорошем разрывном удлинении, превышающем 10%. Что касается предусмотренного применения черной жести, обработанной по настоящему изобретению, в качестве упаковочной стали, то предпочтительно используют сорта стальной жести, определенные в стандарте DIN EN 10202:2001: «Холоднокатаная упаковочная жесть (электролитического лужения или хромирования)». В этом стандарте, среди прочего, определены анализы и механические характеристики стали. В частности, сорта жести определены диапазоном от TS230 (мягкая жесть, отожженная в колпаковой печи, предел текучести 230 МПа) до ТН620 (то же, 620 МПа).As for steel, it can be, for example, ferritic steel or multiphase steel, which contains numerous structural elements, in particular ferrite, martensite, bainite and / or residual austenite. Such multiphase steels are characterized by high strength exceeding 500 MPa, while at the same time good tensile elongation exceeding 10%. Regarding the intended use of black sheet processed according to the present invention as packaging steel, it is preferable to use steel grades defined in DIN EN 10202: 2001: “Cold-rolled packaging sheet (electrolytic tinning or chromium plating)”. This standard, among other things, defines the analyzes and mechanical characteristics of steel. In particular, the grades of tin are determined by the range from TS230 (soft tin annealed in a bell furnace, yield strength 230 MPa) to TN620 (the same, 620 MPa).
Для осуществления способа по настоящему изобретению черную жесть, имеющую форму полосы, перемещают со скоростью, которая предпочтительно составляет более 200 м/мин и вплоть до 750 м/мин. Вначале осуществляют стадию формирования инертного слоя на поверхности черной жести посредством электрохимической обработки. Во время подготовки к электрохимической обработке перемещаемую полосовую черную жесть вначале очищают во время стадии необязательной предварительной обработки и, в частности, обезжиривают, после этого промывают, протравливают и снова промывают. Это необходимо при определенных условиях, поскольку холоднокатаную и рекристаллизационно-отожженную черную жесть после рекристаллизационного отжига как правило довальцовывают или дрессируют, при этом, например, при мокром довальцовывании с использованием водно-масляной суспензии или при сухом довальцовывании поверхности черной жести могут загрязняться маслом, железной пылью, мылами и другими загрязнениями. Это загрязнение удаляют во время (необязательной) стадии предварительной обработки.In order to carry out the method of the present invention, strip-shaped black metal is moved at a speed that is preferably greater than 200 m / min and up to 750 m / min. First, the stage of forming an inert layer on the surface of the black sheet is carried out by electrochemical processing. In preparation for the electrochemical treatment, the movable strip of black metal is first cleaned during the optional pretreatment stage and, in particular, degreased, then washed, pickled and washed again. This is necessary under certain conditions, since cold rolled and recrystallized-annealed black tin after recrystallization annealing is usually rolled or trained, while, for example, wet rolling using a water-oil suspension or dry rolling of black metal surfaces can be contaminated with oil, iron dust , soaps and other impurities. This contamination is removed during the (optional) pretreatment step.
Для этого черную жесть направляют в бак очистки, содержащий щелочной раствор гидроксида натрия или гидроксида калия. Концентрация щелочного обезжиривающего средства предпочтительно лежит в диапазоне от 20 г/л до 100 г/л при температурах в баке, лежащих в диапазоне от 20°С до 70°С. Обезжиривание черной жести целесообразно проводить в две стадии, причем во время первой стадии используют способ погружения, а во время второй стадии - электролитический способ с плотностями токов в диапазоне от 2 А/дм2 до 30 А/дм2. После обезжиривания каждую сторону полосы черной жести промывают с использованием, например, трехкаскадной мойки и объемной скорости воды, лежащей в диапазоне от 10 м3/ч до 30 м3/ч воды. При необходимости, удаление остатков оксидов можно осуществить посредством подачи полосы черной жести в следующий бак очистки, содержащий травильный раствор на основе соли или серной кислоты с концентрацией, лежащей, например, в диапазоне от 10 г/л до 120 г/л, в форме двух последовательных погружений и последующего промывания в мойке в форме погружения. Температуры травильного раствора и промывочной воды в типичном случае лежат в диапазоне от 20°С до 60°С.To do this, black tin is sent to a purification tank containing an alkaline solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide. The concentration of alkaline degreasing agent preferably lies in the range from 20 g / l to 100 g / l at temperatures in the tank lying in the range from 20 ° C to 70 ° C. It is advisable to degrease black metal in two stages, moreover, the immersion method is used during the first stage, and the electrolytic method with current densities in the range from 2 A / dm 2 to 30 A / dm 2 is used during the second stage. After degreasing, each side of the strip of black metal is washed using, for example, a three-stage washing and a water volumetric velocity lying in the range from 10 m 3 / h to 30 m 3 / h of water. If necessary, the removal of oxide residues can be carried out by feeding a strip of black tin to the next cleaning tank containing an etching solution based on salt or sulfuric acid with a concentration lying, for example, in the range from 10 g / l to 120 g / l, in the form of two successive dives and subsequent washing in a sink in the form of an immersion. The temperatures of the pickling solution and wash water typically range from 20 ° C to 60 ° C.
После предварительной обработки получают ровную, плотную, инертную поверхность жести путем электрохимической обработки посредством пропускания полосовой черной жести через электролит. Электролит предпочтительно является щелочным. Электрохимическая, предпочтительно щелочная, обработка черной жести обеспечивает инертизацию и выравнивание свойств поверхности стальной полосы перед нанесением конверсионного покрытия.After pretreatment, an even, dense, inert surface of the sheet is obtained by electrochemical treatment by passing strip black sheet through an electrolyte. The electrolyte is preferably alkaline. The electrochemical, preferably alkaline, treatment of black sheet ensures the inertization and leveling of the surface properties of the steel strip before applying the conversion coating.
Во время стадии электрохимической обработки полосовую черную жесть пропускают через электролитическую ванну с определенной скоростью и при этом используют ее как анод с предпочтительной плотностью тока, лежащей в диапазоне от 2 А/дм2 до 30 А/дм2. Электролитами являются, например, раствор гидроксида натрия с предпочтительной концентрацией NaOH в диапазоне от 20 г/л до 100 г/л, и, в частности, используют ванну с гидроксидом натрия с 3%-ным раствором NaOH. Можно использовать в качестве электролита раствор соды, в частности - 3%-ный раствор карбоната натрия (Na2CO3). Температуры в электролитической ванне при этом целесообразно поддерживать в диапазоне от 20°С до 80°С.During the stage of the electrochemical treatment, the strip black metal is passed through the electrolytic bath at a certain speed and is used as an anode with a preferred current density lying in the range from 2 A / dm 2 to 30 A / dm 2 . The electrolytes are, for example, a sodium hydroxide solution with a preferred NaOH concentration in the range of 20 g / l to 100 g / l, and in particular, a sodium hydroxide bath with a 3% NaOH solution is used. You can use a solution of soda as an electrolyte, in particular a 3% solution of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ). The temperatures in the electrolytic bath, it is advisable to maintain in the range from 20 ° C to 80 ° C.
После электрохимической обработки черную жесть промывают водой. Промывание можно осуществить посредством погружения полосы в бак с водой или посредством опрыскивания водой. Предпочтительно использовать для этого полностью обессоленную (VE; от нем. vollentsalzt) деионизированную воду, осмотическую воду или дистиллированную воду с температурой в диапазоне от 20°С до 60°С. Однако можно использовать и необработанную водопроводную воду или другие промывочные жидкости. После промывания черную жесть просушивают.After electrochemical treatment, the black tin is washed with water. Rinsing can be done by immersing the strip in a tank of water or by spraying with water. It is preferable to use completely desalinated (VE; from German: vollentsalzt) deionized water, osmotic water or distilled water with a temperature in the range from 20 ° C to 60 ° C. However, untreated tap water or other flushing fluids can also be used. After washing, the black tin is dried.
В заключение во время последней стадии по меньшей мере на одну поверхность черной жести наносят конверсионный слой, для этого водный бесхромовый раствор для обработки поверхности наносят на предварительно инертизированную посредством электрохимической обработки поверхность черной жести.In conclusion, during the last stage, at least one surface of the black sheet is applied to the conversion layer, for this an aqueous chromium-free solution for surface treatment is applied to the surface of black sheet previously inertized by electrochemical treatment.
Конверсионное покрытие при этом целесообразно наносить беспромывочным способом, это значит, что промывание после формирования конверсионного слоя отсутствует. Водный бесхромовый раствор для обработки поверхности, который образует конверсионное покрытие, при этом наносят на поверхность черной жести с помощью устройства для нанесения, которое содержит покрывной валик, ротационный распылитель или распылительные форсунки.In this case, it is advisable to apply the conversion coating by a non-washing method, which means that there is no washing after the formation of the conversion layer. An aqueous chromium-free surface treatment solution that forms a conversion coating is then applied to the surface of the black sheet using a coating device that includes a coating roller, a rotary atomizer, or spray nozzles.
Предпочтительно использовать для нанесения водного раствора для обработки поверхностей устройство для нанесения, оборудованное ротационным распылителем. Для нанесения раствора для обработки поверхностей поверхность черной жести, на которую должен быть нанесен конверсионный слой, должна быть максимально чистой и сухой. Поэтому по меньшей мере одну поверхность черной жести, на которую должен быть нанесен конверсионный слой, просушивают с использованием сушильного устройства, например с помощью воздушного ножа. С помощью этого воздушного ножа ламинарным потоком горячего воздуха обдувают поверхность движущейся полосы, так что мешающие чужеродные частицы сдуваются с поверхности стальной полосы, и поверхность стальной полосы просушивается.It is preferable to use an application device equipped with a rotary atomizer for applying an aqueous solution for surface treatment. To apply the solution for surface treatment, the surface of the black sheet, on which the conversion layer should be applied, should be as clean and dry as possible. Therefore, at least one surface of the black sheet on which the conversion layer is to be applied is dried using a drying device, for example with an air knife. Using this air knife, a laminar flow of hot air is blown over the surface of the moving strip, so that interfering foreign particles are blown off the surface of the steel strip, and the surface of the steel strip is dried.
Ротационный распылитель содержит несколько распылительных роторов, расположенных рядом друг с другом и поперек направления движения полосы, к которым подается водный раствор для обработки поверхности, и которые приводятся во вращение приводом, чтобы под действием центробежной силы распылять водный раствор для обработки поверхности в форме тонкодисперсной струи на поверхность или обе поверхности полосы и создавать там мокрую пленку водного раствора. После нанесения мокрой пленки водного раствора для обработки поверхности ее равномерно распределяют по поверхности черной жести с помощью приводных раскатных роликов. Раскатные ролики при этом целесообразно располагать относительно поверхности (или поверхностей) черной жести так, чтобы создавали лишь небольшое давление на мокрую пленку раствора для обработки поверхности и вообще не выдавливали с поверхности или выдавливали лишь минимальную долю нанесенного раствора для обработки поверхности. Соответственно, количество распыляемого ротационным распылителем раствора для обработки поверхности подбирают так, чтобы на поверхности черной жести не возникало избытка раствора. За счет этого исчезает необходимость удаления или приготовления избыточного количества раствора для обработки поверхности, что необходимо в противном случае. После равномерного распределения нанесенной распылением мокрой пленки ее просушивают, так что на обработанных поверхностях черной жести остается сухой осадок вещества, используемого для обработки. Целесообразно, чтобы сухой осадок раствора для обработки поверхности после просушивания составлял от 1 мг/м2 до 50 мг/м2, и предпочтительно от 10 мг/м2 до 30 мг/м2. Количество водного раствора для обработки поверхности, подаваемое к распылительным роторам ротационного распылителя в единицу времени, целесообразно подобрать в соответствии со скоростью движения полосы. За счет этого можно обеспечить, чтобы только необходимое точное количество свежего раствора для обработки поверхности в соответствующей концентрации наносилось ротационным распылителем в форме мокрой пленки на полосовую черную жесть. Так, например, можно установить постоянное нанесение мокрой пленки в диапазоне от 2 мл/м2 до 8 мл/м2, предпочтительно примерно 5 мл/м2, на каждую сторону полосы, независимо от скорости движения полосы.The rotary sprayer contains several spraying rotors located next to each other and across the direction of movement of the strip, to which an aqueous solution for surface treatment is supplied, and which are driven by a drive so that, under the action of centrifugal force, a water solution for surface treatment is sprayed in the form of a finely dispersed jet surface or both surfaces of the strip and create a wet film of an aqueous solution there. After applying a wet film of an aqueous solution for surface treatment, it is evenly distributed on the surface of the black sheet using drive rolls. In this case, it is advisable to arrange the rolled rollers relative to the surface (or surfaces) of the black sheet so that only a slight pressure is created on the wet film of the surface treatment solution and generally is not squeezed out from the surface or only a minimal fraction of the applied surface treatment solution is squeezed out. Accordingly, the amount of surface treatment sprayed by the rotary spray gun is selected so that no excess solution appears on the surface of the black sheet. Due to this, there is no need to remove or prepare an excess amount of surface treatment solution, which is otherwise necessary. After even distribution of the wet film applied by spraying, it is dried, so that a dry residue of the substance used for processing remains on the treated black sheet surfaces. It is advisable that the dry precipitate of the surface treatment solution after drying is from 1 mg / m 2 to 50 mg / m 2 , and preferably from 10 mg / m 2 to 30 mg / m 2 . The amount of aqueous solution for surface treatment, supplied to the spray rotors of the rotary sprayer per unit time, it is advisable to choose in accordance with the speed of the strip. Due to this, it can be ensured that only the required exact amount of fresh mortar for surface treatment in the appropriate concentration is applied by a wet film rotary sprayer to the strip black sheet. So, for example, you can set the continuous application of a wet film in the range from 2 ml / m 2 to 8 ml / m 2 , preferably about 5 ml / m 2 , on each side of the strip, regardless of the speed of the strip.
После нанесения влажной пленки раствора для обработки поверхности полосу пропускают через устройство для просушивания полосы, чтобы высушить мокрую пленку. После просушивания на поверхности черной жести остается сухой осадок полученного таким образом конверсионного слоя, составляющий на каждой стороне от 2 мг/м2 до 30 мг/м2. Желаемую массу сухого осадка при этом можно отрегулировать за счет подаваемого ротационным распылителем в единицу времени количества раствора для обработки поверхности.After applying a wet film of the surface treatment solution, the strip is passed through the strip drying apparatus to dry the wet film. After drying, a dry precipitate of the thus obtained conversion layer remains on the surface of the black sheet, comprising on each side from 2 mg / m 2 to 30 mg / m 2 . In this case, the desired dry sediment mass can be adjusted due to the amount of surface treatment solution supplied by the rotary sprayer per unit time.
Преимущество данного способа нанесения состоит в том, что постоянно используется только свежий раствор для обработки поверхности, и он не может загрязниться отделяемым железом в процессе контакта со стальной полосой и повторного использования. Кроме того, показано, что способ является очень экономичным, так как наносится лишь точно необходимое количество и не нужен избыток раствора, поэтому не нужно собирать избыточный раствор для обработки поверхности. За счет этого можно избежать образования сточных вод, требующих последующей очистки.The advantage of this application method is that only fresh mortar is constantly used for surface treatment, and it cannot be contaminated with detachable iron during contact with the steel strip and reuse. In addition, it was shown that the method is very economical, since only the required amount is applied and the excess solution is not needed, therefore, it is not necessary to collect the excess solution for surface treatment. Due to this, it is possible to avoid the formation of wastewater requiring further treatment.
Альтернативно можно осуществить нанесение раствора для обработки поверхности с помощью покрывного валика посредством валкового нанесения -также на предварительно просушенную поверхность черной жести. Покрывные валики предпочтительно используют при скорости движения полосы в нижнем диапазоне скоростей и, в частности, при скоростях, составляющих менее 200 м/мин. Альтернативно можно осуществить нанесение и посредством распыления раствора для обработки покрытия или посредством погружения полосы в ванну с раствором для обработки поверхности. Так как при этом раствор для обработки поверхности наносится на черную жесть в избытке, для получения заранее определенного желаемого отложения конверсионного слоя необходимо отжать избыточную часть мокрой пленки, например - с помощью отжимных валиков, что может быть выполнено «мокрым по мокрому». В этом способе раствор вообще не наносят равномерно, независимо от скорости, и раствор для обработки поверхности может загрязниться железом; поэтому его необходимо заменять и уничтожать после превышения пороговой концентрации загрязнений.Alternatively, it is possible to apply the solution for surface treatment by means of a coating roller by means of a roll application, also on a previously dried surface of black sheet. Cover rollers are preferably used at a strip speed in the lower speed range and, in particular, at speeds of less than 200 m / min. Alternatively, it is possible to apply both by spraying the coating solution or by dipping the strip in the bath with the surface treatment solution. Since in this case the surface treatment solution is applied in excess to the black sheet, in order to obtain a predetermined desired deposition of the conversion layer, it is necessary to squeeze out the excess part of the wet film, for example, using squeeze rollers, which can be done “wet on wet”. In this method, the solution is not applied evenly at all, regardless of speed, and the surface treatment solution may be contaminated with iron; therefore, it must be replaced and destroyed after exceeding the threshold concentration of pollution.
Наконец, нанесенную вышеописанным способом мокрую пленку раствора для обработки поверхности высушивают с получением сухого конверсионного слоя. Это может быть осуществлено, например, посредством пропускания черной жести через сушильную печь, в которой мокрую пленку высушивают с помощью горячего воздуха или ИК-излучения. Просушивание предпочтительно осуществляют при температурах в диапазоне от 50°С до 250°С. Затем поверхность сухого конверсионного слоя смазывают или обрабатывают диоктилсебакатом (DOS; от англ.: dioctylsebacat), ацетилтрибутилцитратом (АТВС; от англ. acetyltributylcitrate), бутилстеаратом (BSO; от англ. butylstearate) или полиалкиленгликолем, в частности полиэтиленгликолем (PEG; от англ. polyethyleneglycol), предпочтительно с молекулярной массой, равной 6000 г/моль), или их комбинацией. Дополнительную обработку посредством смазывания DOS, АТВС, BSO или PEG целесообразно осуществлять электростатически с использованием коммерчески доступных смазывающих аппаратов, как в случае ECCS или белой жести, или с использованием ротационного распылителя.Finally, the wet film of the surface treatment solution applied as described above is dried to obtain a dry conversion layer. This can be done, for example, by passing black metal through a drying oven, in which the wet film is dried using hot air or infrared radiation. Drying is preferably carried out at temperatures ranging from 50 ° C to 250 ° C. The surface of the dry conversion layer is then lubricated or treated with dioctyl sebacate (DOS; dioctylsebacat), acetyl tributyl citrate (ATBC; acetyltributylcitrate), butyl stearate (BSO; english butylstearate), or polyalkylene glycol; polyethyleneglycol), preferably with a molecular weight of 6000 g / mol), or a combination thereof. Further processing by lubrication with DOS, ATBC, BSO or PEG is advantageously carried out electrostatically using commercially available lubricating apparatus, as in the case of ECCS or tinplate, or using a rotary atomizer.
Используемый для получения конверсионного покрытия раствор для обработки поверхности предпочтительно содержит по меньшей мере одно из следующих веществ:The surface treatment solution used to obtain the conversion coating preferably contains at least one of the following substances:
- металлические компоненты: выбранные из Ti, Zr, Μn, Ζn, Ρ и их комбинаций;- metal components: selected from Ti, Zr, Μn, Ζn, Ρ and their combinations;
- органические компоненты: выбранные из полиакрилата, поликарбоксилата и их комбинаций.- organic components: selected from polyacrylate, polycarboxylate and combinations thereof.
Металлические и органические компоненты также можно комбинировать.Metallic and organic components can also be combined.
Кроме того, раствор для обработки поверхности содержит по меньшей мере один усилитель сцепления для красок или органических материалов покрытий, причем усилитель сцепления, в частности, содержит в качестве компонентов малеиновую кислоту, изофталевую кислоту и циклогександиметанол (CHDM; от англ. cyclohexanedimethanol) или их комбинации. Показано, что особенно подходящими усилителями сцепления являются композиции, которые содержат полиэтилентерефталат (PET; от англ.: polyethyleneterephtalate) или полициклогексилендиметилентерефталат (РСТ; от англ.: polycyclohexylenedimethyleneterephthalate), например, модифицированный гликолем полиэтилентерефталат (PET-G, который содержит менее примерно 30% CHDM) или PCT-G (который содержит более примерно 30% CHDM).In addition, the surface treatment solution contains at least one adhesion promoter for paints or organic coating materials, and the adhesion promoter, in particular, contains maleic acid, isophthalic acid and cyclohexanedimethanol (CHDM; cyclohexanedimethanol) or combinations thereof . Particularly suitable adhesion enhancers have been shown to be compositions that contain polyethylene terephthalate (PET; from English: polyethyleneterephtalate) or polycyclohexylene dimethylene terephthalate (PCT; from English: polycyclohexylenedimethyleneterephthalate), for example, glycol-modified polyethylene terephthalate (less than about 30% PET) CHDM) or PCT-G (which contains more than about 30% CHDM).
Наносимые количества составляют от 1 мг/м2 до 50 мг/м2 для соответствующих веществ.The amounts applied are from 1 mg / m 2 to 50 mg / m 2 for the respective substances.
Далее приведены некоторые избранные коммерчески доступные средства, которые пригодны для получения конверсионных покрытий способом по настоящему изобретению.The following are some selected commercially available agents that are suitable for preparing conversion coatings by the method of the present invention.
Предпочтительные растворы для обработки поверхности, используемые для получения конверсионных слоев, могут, например, иметь следующий состав:Preferred surface treatment solutions used to produce conversion layers may, for example, have the following composition:
a) водный раствор, который содержит фторцирконат алюминия с молярным соотношением Al:Zr:F, равным (от 0,15 до 0,67) : 1 : (от 5 до 7), причем суммарная концентрация Al+Zr+F составляет от 0,1 до 2,0 г/л, а значение рН установлено меньше 5, предпочтительно от 3 до 5;a) an aqueous solution that contains aluminum fluorozirconate with a molar ratio of Al: Zr: F equal to (from 0.15 to 0.67): 1: (from 5 to 7), and the total concentration of Al + Zr + F is from 0 , 1 to 2.0 g / l, and the pH value is set to less than 5, preferably from 3 to 5;
b) водный раствор, который по существу содержит:b) an aqueous solution that essentially contains:
- от 0,2 г/л до менее чем 10 г/л ионов цинка,- from 0.2 g / l to less than 10 g / l of zinc ions,
- от 0,5 г/л до 25 г/л ионов марганца и- from 0.5 g / l to 25 g / l of manganese ions and
- от 2 до 300 г/л фосфатных ионов, в пересчете на Р2O5,- from 2 to 300 g / l of phosphate ions, in terms of P 2 O 5 ,
причем массовое соотношение цинк: марганец в растворе для фосфатирования поддерживается в диапазоне от 0,05:1 до 1:1;moreover, the mass ratio of zinc: manganese in the solution for phosphating is maintained in the range from 0.05: 1 to 1: 1;
c) водный раствор, содержащий цинк и марганец, причем концентрация цинка лежит в диапазоне от 0,05 до 5 г/л, концентрация марганца - в диапазоне от 0,075 г/л до 5,2 г/л, а также медь с концентрацией в диапазоне от 0,008 г/л до 0,05 г/л и/или в общей сложности от 0,002 г/л до 0,5 г/л гексафторидных комплексов бора, алюминия, титана и/или циркония, в пересчете на F6;c) an aqueous solution containing zinc and manganese, wherein the concentration of zinc is in the range from 0.05 to 5 g / l, the concentration of manganese is in the range from 0.075 g / l to 5.2 g / l, as well as copper with a concentration of a range of from 0.008 g / l to 0.05 g / l and / or a total of from 0.002 g / l to 0.5 g / l of hexafluoride complexes of boron, aluminum, titanium and / or zirconium, in terms of F 6 ;
d) водный раствор, содержащий по меньшей мере один пленкообразователь, который содержит по меньшей мере один растворимый в воде или диспергируемый в воде полимер с кислотным числом в диапазоне от 5 до 200, и по меньшей мере одно неорганическое соединение в форме частиц со средним диаметром частиц, измеренным с помощью сканирующего электронного микроскопа, в диапазоне от 0,005 мкм до 0,3 мкм, причем полимер выбран по меньшей мере из одной пластичной смолы на основе акрилата, этилена, сложных полиэфиров, полиуретана, сложных полиэфиров силикона, эпоксида, фенола, стирола, мочевины-формальдегида, их производных, сополимеров, полимеров, смесей и/или смешанных полимеров, а неорганическое соединение в форме частиц выбрано по меньшей мере из одного соединения алюминия, кремния, титана, цинка и/или циркония; илиd) an aqueous solution containing at least one film former that contains at least one water-soluble or water-dispersible polymer with an acid number in the range of 5 to 200, and at least one inorganic compound in the form of particles with an average particle diameter measured using a scanning electron microscope in the range from 0.005 μm to 0.3 μm, the polymer being selected from at least one plastic resin based on acrylate, ethylene, polyesters, polyurethane, silicone polyesters, ep ksida, phenol, styrene, urea-formaldehyde, derivatives, copolymers, polymers, mixtures and / or mixed polymers, and the inorganic compound in particle form selected from at least one compound of aluminum, silicon, titanium, zinc and / or zirconium; or
e) водный раствор, содержащийe) an aqueous solution containing
i) по меньшей мере один органический пленкообразователь, который содержит по меньшей мере один растворимый в воде или диспергируемый в воде полимер, который является пластической смолой на основе полиакриловой кислоты, полиакрилата и/или полиэтиленакриловой кислоты, или смесью пластических смол, и/или смешанным полимером, содержащим пластическую смолу на основе акрилата или полиакрила, иi) at least one organic film former that contains at least one water soluble or water dispersible polymer, which is a plastic resin based on polyacrylic acid, polyacrylate and / or polyethylene acrylic acid, or a mixture of plastic resins and / or a mixed polymer containing acrylate or polyacrylate-based plastic resin, and
ii) концентрацию катионов и/или гекса- или тетрафторкомплексов катионов, выбранных из группы, состоящей из титана, циркония, кремния, алюминия и бора, в диапазоне от 0,2 г/л до 30 г/л, в пересчете на содержание элементарных металлов.ii) the concentration of cations and / or hexa- or tetrafluorocomplexes of cations selected from the group consisting of titanium, zirconium, silicon, aluminum and boron, in the range from 0.2 g / l to 30 g / l, calculated on the content of elemental metals .
Способ по настоящему изобретению можно без больших затрат на монтаж интегрировать в уже существующую установку для нанесения покрытий, например в установку для нанесения покрытий на полосовую сталь при производстве ECCS (или TFS). Скорость движения полосы в таких установках для нанесения покрытий на полосовую сталь обычно лежит в диапазоне от 80 до 600 м/мин.The method of the present invention can be integrated without large installation costs into an existing coating plant, for example a strip steel coating plant in the manufacture of ECCS (or TFS). The speed of the strip in such installations for coating strip steel usually lies in the range from 80 to 600 m / min.
Способ по настоящему изобретению обеспечивает преимущества бесхромового и поэтому безвредного для окружающей среды и здоровья людей, а также экономически эффективного нанесения покрытия на стандартную черную жесть, в частности в тонком и ультратонком диапазонах значений толщины. Кроме того, при выбранном способе нанесения (беспромывочный способ) конверсионного покрытия из-за исключения заключительного промывания обеспечивается значительная экономия денежных средств и энергии. Дополнительные преимущества обеспечиваются, в частности, благодаря комбинации неорганической пассивации и содержащего полимерные материалы тонкопленочного покрытия. Черные жести, обработанные способом по настоящему изобретению, превосходно подходят для изготовления упаковок, в частности жестяных банок, и поэтому могут заменить обычно используемые в качестве упаковочной стали белые жести и безоловянные стальные жести (TFS или ECCS). Эти черные жести по своей коррозионной стойкости сопоставимы с белой жестью и обладают столь же хорошими свойствами сцепления с красками и полимерными покрытиями, например из ПП или ПЭТ, как и безоловянные стальные жести (TFS или ECCS).The method of the present invention provides the advantages of chromium-free and therefore environmentally friendly and human health, as well as cost-effective coating on standard black sheet, in particular in the thin and ultrathin thickness ranges. In addition, with the selected application method (non-washing method) of the conversion coating, due to the exclusion of the final washing, significant savings in money and energy are provided. Additional advantages are provided, in particular, due to a combination of inorganic passivation and a thin film coating containing polymeric materials. The black tins processed by the method of the present invention are excellently suited for the manufacture of packages, in particular cans, and therefore can replace the white tins and tinless steel sheets (TFS or ECCS) commonly used as packaging steel. These black sheets are comparable in their corrosion resistance to white tin and have the same good adhesion properties to paints and polymer coatings, such as PP or PET, as well as tinless steel sheets (TFS or ECCS).
Claims (23)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310107506 DE102013107506A1 (en) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | Method for passivation of band-shaped black plate |
DE102013107506.1 | 2013-07-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014128191A RU2014128191A (en) | 2016-01-27 |
RU2663232C2 true RU2663232C2 (en) | 2018-08-02 |
Family
ID=51205191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014128191A RU2663232C2 (en) | 2013-07-16 | 2014-07-10 | Method of passivation of strip-shaped black plate |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150024222A1 (en) |
EP (1) | EP2826569B1 (en) |
JP (1) | JP2015028210A (en) |
CN (1) | CN104294348B (en) |
BR (1) | BR102014017368B1 (en) |
CA (1) | CA2855673C (en) |
DE (1) | DE102013107506A1 (en) |
ES (1) | ES2634870T3 (en) |
RS (1) | RS56351B1 (en) |
RU (1) | RU2663232C2 (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015113878B4 (en) * | 2015-08-21 | 2023-03-16 | Thyssenkrupp Ag | Process for the thermal treatment of a black plate coated with a conversion layer |
CN105695698A (en) * | 2015-12-31 | 2016-06-22 | 芜湖市金宇石化设备有限公司 | Preparing method for heat treating agent for heat treatment of speed changing box shell |
CN105567920A (en) * | 2015-12-31 | 2016-05-11 | 芜湖市金宇石化设备有限公司 | Heat treatment agent for heat treatment of transmission shell |
DE102017117080A1 (en) * | 2017-07-28 | 2019-01-31 | Thyssenkrupp Ag | Steel sheet with a conversion layer, process for producing a conversion-coated steel sheet and treating agent for applying a conversion layer to a steel sheet |
US11473176B2 (en) | 2017-11-28 | 2022-10-18 | Jfe Steel Corporation | Oriented electrical steel sheet and method for producing same |
EP4073288A1 (en) * | 2019-12-11 | 2022-10-19 | Salzgitter Flachstahl GmbH | Metal sheet having adhesion-promoter coating as semi-finished product for the manufacture of metal-thermoplastic composite components, and method for producing a metal sheet of this type |
DE202020100524U1 (en) * | 2020-01-31 | 2021-05-04 | Thyssenkrupp Rasselstein Gmbh | Sheet metal packaging product, in particular tinplate or electrolytically chrome-plated sheet steel |
KR102204664B1 (en) * | 2020-12-15 | 2021-01-19 | 우리하이피 주식회사 | Nano passivation treatment method of reel-to-reel metal plate and processed products, and metal plate and processed products manufactured accordingly |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5989776A (en) * | 1982-11-13 | 1984-05-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Production of cold rolled steel sheet having excellent characteristic for chemical conversion |
DE10161383A1 (en) * | 2000-10-11 | 2002-08-22 | Chemetall Gmbh | Coating metal strip for use in automobile, aircraft or aerospace industry, including formation of flexible, adherent lacquer layer using aqueous dispersion of UV-crosslinkable resin, wax and corrosion inhibitor |
RU2220789C2 (en) * | 1998-03-02 | 2004-01-10 | КОРУС Ю Кей ЛИМИТЕД | Method of making laminated tape from soft steel |
RU2396370C2 (en) * | 2004-09-02 | 2010-08-10 | Кеметол Корпорейшн | Chromium-free passivation of steel |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4416416A1 (en) * | 1994-05-10 | 1995-11-16 | Rasselstein Ag | Coated steel foil used for packaging food |
FR2730942B1 (en) * | 1995-02-24 | 1997-05-16 | Lorraine Laminage | PROCESS FOR THE PREPARATION OF A SHEET OR A STEEL STRIP FOR THE PRODUCTION OF A BOX AND SHEET OR STEEL STRIP OBTAINED BY THIS PROCESS |
DE19615664A1 (en) | 1996-04-19 | 1997-10-23 | Surtec Produkte Und Systeme Fu | Chromium (VI) free chromate layer and process for its production |
DE19635560A1 (en) * | 1996-09-02 | 1998-03-05 | Basf Lacke & Farben | Non-porous coating of metal containers |
JP4054539B2 (en) * | 2001-03-07 | 2008-02-27 | 日本パーカライジング株式会社 | Method for producing metal material for plastic working having inclined two-layer lubricating film |
JP4110750B2 (en) * | 2001-06-07 | 2008-07-02 | Jfeスチール株式会社 | Organic coated steel sheet with excellent corrosion resistance and conductivity |
CN100497733C (en) * | 2003-01-31 | 2009-06-10 | 杰富意钢铁株式会社 | Black zinc-plated steel sheet |
JP2005272972A (en) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Nisshin Steel Co Ltd | Method of pretreatment for coating of bright annealing-treated stainless steel sheet and bright annealing-treated stainless steel sheet for coating |
JP4487651B2 (en) * | 2004-06-22 | 2010-06-23 | 東洋製罐株式会社 | Surface-treated metal material and surface treatment method thereof, resin-coated metal material, metal can, metal lid |
DE102005045033B3 (en) * | 2005-09-21 | 2007-01-18 | Rasselstein Gmbh | Method for reducing coefficient of friction of tin- or chromium plated steel strip comprises spraying coated strip with surfactant solution while it is moving at same speed as that used during electroplating |
ES2388302T5 (en) | 2007-03-29 | 2019-10-18 | Atotech Deutschland Gmbh | Agents for manufacturing corrosion protection layers on metal surfaces |
US8673091B2 (en) * | 2007-08-03 | 2014-03-18 | Ppg Industries Ohio, Inc | Pretreatment compositions and methods for coating a metal substrate |
JP5215043B2 (en) * | 2008-06-02 | 2013-06-19 | 日本パーカライジング株式会社 | Metal surface treatment liquid and surface treatment method |
JP5380033B2 (en) * | 2008-10-09 | 2014-01-08 | Jfe建材株式会社 | Painted metal material with excellent corrosion resistance and paint adhesion |
EP2458031B1 (en) * | 2009-07-02 | 2019-08-07 | Henkel AG & Co. KGaA | Chromium- and fluorine-free chemical conversion treatment solution for metal surfaces, metal surface treatment method, and metal surface coating method |
EP2532769A1 (en) | 2011-06-10 | 2012-12-12 | Amcor Flexibles Kreuzlingen Ltd. | Method of producing a chromium-free conversion coating on a surface of an aluminium or aluminium alloy strip |
-
2013
- 2013-07-16 DE DE201310107506 patent/DE102013107506A1/en not_active Ceased
-
2014
- 2014-06-26 JP JP2014131073A patent/JP2015028210A/en active Pending
- 2014-07-03 ES ES14175621.3T patent/ES2634870T3/en active Active
- 2014-07-03 CA CA2855673A patent/CA2855673C/en active Active
- 2014-07-03 RS RS20170926A patent/RS56351B1/en unknown
- 2014-07-03 EP EP14175621.3A patent/EP2826569B1/en active Active
- 2014-07-10 RU RU2014128191A patent/RU2663232C2/en not_active IP Right Cessation
- 2014-07-15 CN CN201410337358.3A patent/CN104294348B/en active Active
- 2014-07-15 BR BR102014017368-4A patent/BR102014017368B1/en not_active IP Right Cessation
- 2014-07-16 US US14/332,490 patent/US20150024222A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5989776A (en) * | 1982-11-13 | 1984-05-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Production of cold rolled steel sheet having excellent characteristic for chemical conversion |
RU2220789C2 (en) * | 1998-03-02 | 2004-01-10 | КОРУС Ю Кей ЛИМИТЕД | Method of making laminated tape from soft steel |
DE10161383A1 (en) * | 2000-10-11 | 2002-08-22 | Chemetall Gmbh | Coating metal strip for use in automobile, aircraft or aerospace industry, including formation of flexible, adherent lacquer layer using aqueous dispersion of UV-crosslinkable resin, wax and corrosion inhibitor |
RU2396370C2 (en) * | 2004-09-02 | 2010-08-10 | Кеметол Корпорейшн | Chromium-free passivation of steel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014128191A (en) | 2016-01-27 |
CN104294348B (en) | 2017-12-12 |
CN104294348A (en) | 2015-01-21 |
BR102014017368B1 (en) | 2021-06-29 |
DE102013107506A1 (en) | 2015-01-22 |
RS56351B1 (en) | 2017-12-29 |
BR102014017368A2 (en) | 2015-10-06 |
CA2855673A1 (en) | 2015-01-16 |
JP2015028210A (en) | 2015-02-12 |
EP2826569A1 (en) | 2015-01-21 |
CA2855673C (en) | 2016-09-27 |
US20150024222A1 (en) | 2015-01-22 |
EP2826569B1 (en) | 2017-06-21 |
ES2634870T3 (en) | 2017-09-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2663232C2 (en) | Method of passivation of strip-shaped black plate | |
JP5977365B2 (en) | Tinplate surface passivation method | |
KR20100044216A (en) | Environmentally friendly steel sheet for container material, process for producing the same, and environmentally friendly laminated steel sheet for container material and precoated steel sheet for container material each produced from that steel sheet | |
TW201529887A (en) | Surface-treated agent for metal material, method for producing surface-treated metal material | |
KR100921116B1 (en) | Surface-treated metallic material | |
JP6850889B2 (en) | Zinc-based plated steel with excellent sealer adhesion and composition for post-treatment film formation | |
JP5782198B2 (en) | Steel sheet having alkali-soluble lubricating film, method for producing the same, and composition | |
US10550479B2 (en) | Method of thermally treating black plate coated with a conversion coating | |
JP2006291246A (en) | Surface-treated plated steel sheet suitable for fuel container | |
JP2005320556A (en) | Highly corrosion resistant galvannealed steel sheet | |
CN106574372B (en) | Method for coating metal surfaces, substrates coated thereby and use thereof | |
WO2005056883A1 (en) | Electroplated coating of zinc alloy with excellent corrosion resistance and plated metal material having same | |
CA2999304A1 (en) | Sheet steel with a conversion coating, method of producing conversion-coated sheet steel and treatment agent for application of a conversion coating on sheet steel | |
KR20100118584A (en) | Coated metal material | |
JP4490677B2 (en) | Painted metal plate with low environmental impact | |
CN115896769B (en) | Inter-sequence protection passivation treatment liquid for production of coated steel plates, preparation method thereof and film forming process | |
JP2004018960A (en) | Method for manufacturing zinc-base plated steel sheet with excellent white rust resistance | |
CN103469192A (en) | Metal surface treatment agent | |
JP2024001900A (en) | Steel sheet and method for producing the same | |
JP2020186456A (en) | Surface-treated steel sheet | |
JP2020186457A (en) | Production method of surface-treated steel sheet | |
JP2010236022A (en) | Film laminate treatment hot-dip zinc-plated steel sheet | |
JP5660304B2 (en) | Electrogalvanized steel sheet and method for producing the same | |
KR20050052803A (en) | Coating solution and galvannealed steel sheets with good frictional property and weldability | |
JP2007039736A (en) | Galvanized steel sheet having excellent corrosion resistance and suitability for post-coating |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200711 |