JP5076517B2 - 耐硫化性に優れた錫めっき鋼板 - Google Patents
耐硫化性に優れた錫めっき鋼板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5076517B2 JP5076517B2 JP2007019455A JP2007019455A JP5076517B2 JP 5076517 B2 JP5076517 B2 JP 5076517B2 JP 2007019455 A JP2007019455 A JP 2007019455A JP 2007019455 A JP2007019455 A JP 2007019455A JP 5076517 B2 JP5076517 B2 JP 5076517B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tin
- steel sheet
- chemical conversion
- silane coupling
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
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
- C23C2222/00—Aspects relating to chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive medium
- C23C2222/20—Use of solutions containing silanes
Landscapes
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
この発明の錫めっき鋼板は、錫を含むめっきが施された全ての鋼板を対象としている。中でも、特に好ましい錫めっき鋼板としては、Fe−Sn−Ni合金層もしくはFe−Sn合金層の単一層からなる中間層、または最下層にFe−Ni合金層を形成した上面にFe−Sn−Ni合金層の複合層からなる中間層を形成し、さらに前記中間層の上面に金属Sn層を形成した鋼板である。前記めっき層の付着量は、片面あたり0.05〜20g/m2であることが好適である。付着量が0.05 g/m2未満であると耐食性に劣る傾向があり、20 g/m2超えではめっき層が厚くなりすぎるため、コスト的なメリットがなくなるためである。なお、Sn付着量は、電量法または蛍光X線を用いた表面分析により測定することができる。
化成皮膜中のリン含有量は、その付着量にして1〜50mg/m2の範囲とすることが必要である。 1mg/m2 未満では、塗料密着性及び耐黄変性が十分に得られず、また、50mg/m2超えでは化成皮膜に欠陥が生じやすくなり、塗料密着性が劣化するからである。なお、リン付着量の測定は、蛍光X線による表面分析により行った。
リン酸と錫の化合物には、リン酸第1錫(Sn(H2PO4)2)、リン酸第2錫(SnHPO4)、リン酸第3錫(Sn3(PO4)2)が存在し、水溶液中において式(1)または(2)に示す平衡関係にある。
Sn(H2PO4)2⇔SnHPO4+H3PO4・・・(1)
3SnHPO4⇔Sn3(PO4)2+H3PO4・・・(2)
ここで、化成皮膜は管の内面にも適用されるため、水分を含む内容物に対して化成皮膜は安定に存在する必要がある。リン酸第1錫は水に対して可溶性があり、内容物中に容易に溶出し、皮膜の安定性が失われる恐れがあるためである。したがって、化成皮膜はリン酸第2錫もしくはリン酸第3錫、あるいはそれらの混合物とすることが好ましい。以上の点を考慮した場合、前記の錫とリンの原子比率Sn/Pはリン酸第2錫100%の場合1.0、リン酸第3錫100%の場合1.5になる。よって、本発明においては、SnとPの原子比率Sn/Pは1.0以上1.5以下とすることが好ましい。Sn/Pが1.0未満の場合、リン酸第1錫が皮膜中に残存していることで可溶性の成分が内容物中に溶出し耐食性が劣化する場合がある。一方、1.5超えの場合は化学量論的に存在しない範囲となる。
この発明では、上記化成皮膜の上層に、さらに適正付着量のアミン系シランカップリング層を形成することを必須の構成とする。前記シランカップリング層は、例えば、シランカップリング剤を使用したシラン処理によって形成することができる。シランカップリング剤の一般化学式は、X−Si−(OR)3であり、ORは加水分解基、Xは有機官能基である。このシランカップリング剤は、アルコキシシリル基(Si−OR)が水により加水分解されてシラノール基(Si−OH)を生成し、鋼板表面の水酸基(−OH)との脱水縮合反応により密着する。また、鋼板の上層には、一般化学式のXにあたる有機官能基が配向し塗料などの樹脂と相溶もしくは結合する。
HLB値=Σ(親水基の基数)−Σ(疎水基の基数)+7 (式1)
前記有機官能基Xの部分の親水性・疎水性は、HLB値によって水への分散性を推察することができる。また、シランカップリング剤の有機官能基のHLB値が7超えであれば、Siを囲む官能基は親水基が主体となるため水への分散性が高く、7以下であればシランカップリング剤の有機官能基が疎水性となるため水への分散性が低いと考えられる。
(実施例1〜16)
実施例1〜16は、板厚0.2mmの低炭素鋼からなる冷延鋼板の両面に、市販の錫めっき浴を用い、錫めっき層を片面あたり2g/m2の付着量で形成した後、錫の融点(231.9℃)以上で加熱溶融(リフロー)処理を行った。次にリフロー処理後に表面に生成した錫酸化膜を除去するため、浴温50℃、10g/lの炭酸ナトリウム水溶液中で1C/dm2の陰極処理を行った。その後、表1または表2に示す化成処理液中、浴温60℃で、3A/dm2の電流密度で1秒間陰極電解処理を行った。さらにその後、リンガーロールで絞り、鋼板の温度が80℃となる条件で加熱し、水分を乾燥させた後、表1または表2に示すシランカップリング剤水溶液を室温でロールコーターにて塗布した。その後、赤外線加熱装置により、鋼板温度が100℃となる条件で加熱乾燥を行うことにより錫めっき鋼板のサンプルを作製した。なお、形成されたリンと錫を含有する化成皮膜及びシランカップリング剤層の付着量は、リン換算及びSi換算で表1に示し、リン及びSi付着量の測定はあらかじめ付着量を湿式分析して求めた検量板との比較による蛍光X線分析により測定した。また、化成皮膜中の錫の存在は、X線光電子分光法でSn固有の光電子ピークによりその存在を確認し、Sn/P比を次に示す方法により求めた。各試料を装置内に挿入後、表面汚染除去のための軽いArスパッタリングを施した後、定量分析に供した。このとき表面汚染除去はC1sピークが相対感度係数法による定量で5原子%以下になる条件を目安とした。表面汚染除去後、P2p、O1s、Sn3dのピーク強度を測定し、相対感度係数法を用いて強度を原子濃度に換算し、さらに、この値を用いてSn/Pの原子比を算出した。このとき相対感度係数は、KRATOS社製XPS(AXIS−HS)に組み込まれている値を用いた。一般に、XPSには各装置に標準的な相対感度係数が組み込まれており、半定量が可能であるが、定量値を議論する場合は、可能な限り試料に近く、かつ組成が明らかな物質でその定量性を確認しておくことが望ましい。本実施例では、Na2PO4、SnO2を用い、同様の定量を行えば、Na2PO4のO/Pは3.6〜4.4、SnO2のSn/Oは0.45〜0.55と±10%程度で定量できることを確認したのち測定を行った。これらの値は分析店を増やすことにより、精度・代表性を向上させることができるため、各資料については100μmφ以上の点を3点以上分析し、その平均を算出した。
比較例1〜9は、構成する官能基のHLB値が10以下のシランカップリング剤を用いたこと以外は、実施例と同様の方法によりサンプルを作製した。
比較例10及び11は、化成処理皮膜のリンの付着量が1mg/m2未満または50mg/m2超えであること以外は、実施例1と同様の方法によりサンプルを作製した。
比較例12及び15は、シランカップリング剤層のSi付着量が0.1〜100mg/m2の範囲外であること以外は、実施例と同様の方法によりサンプルを作製した。
比較例13及び14は、シランカップリング剤層のSi付着量が0.1〜100mg/m2の範囲外であること及び用いるシランカップリング剤の有機官能基のHLB値が7以下であること以外は実施例と同様の方法によりサンプルを作製した。
(1)耐硫化性
実施例及び比較例のサンプルの表面に、付着量50mg/dm2のエポキシフェノール系塗料を塗布した後、210℃で10分間の焼付を行った。次いで、pHが7となるように乳酸で調整した1mass%Na2S溶液に浸漬(110℃で60分間)した。処理後のサンプル(n=1)の外観を目視で以下の評価基準に従って評価した。評価結果を表1または表2に示す。
○:黒変なし(クロメート処理材同等)
×:黒変あり
実施例及び比較例のサンプルを、温度60℃、相対湿度70%の環境下で10日間保管し、表面に形成された錫酸化膜の量を、電気化学的還元に要した電気量で以下の基準に従って評価した(n=1)。電解液には1/1000NのHBr溶液を用い、電流密度25μA/cm2で電解を行った。評価結果を表1または表2に示す。
○:還元電気量 3mC/cm2未満、外観 優(クロメート処理材同等)
△:還元電気量 3mC/cm2以上5mC/cm2未満、外観 やや黄色み
×:還元電気量 5mC/cm2以上、外観 はっきりとわかる黄色み
実施例及び比較例のサンプルの表面に、付着量50mg/dm2のエポキシフェノール系塗料を塗布した後、210℃で10分間の焼付を行った。次いで、上記塗布・焼付を行った2枚の錫めっき鋼板を、塗装面がナイロン接着フィルムを挟んで向かい合わせになるように積層した後、圧力2.94×105Pa、温度190℃、圧着時間30秒の圧着条件下で貼り合わせ、その後、これを5mm幅の試験片に分割し、この試験片(n=2)を引張試験機を用いて引き剥がし、強度測定を行ない平均を求めた。以下の評価基準に従って評価し、評価結果は表1または表2に示す。
○:19.6N(2.0kgf)以上(クロメート処理材同等)
△:14.7N(1.5kgf)以上、19.6N(2.0kgf)未満
×:14.7N(1.5kgf)未満
Claims (1)
- 鋼板表面に形成した錫めっき層の上層に、リン及び錫を含有するクロムフリー化成皮膜を有し、該化成皮膜中のリン含有量が、その付着量にして1〜50mg/m2であり、さらに、前記化成皮膜の上層に、HLB値が7より大きい有機官能基をもつアミン系シランカップリング層を有し、該シランカップリング層の付着量が、Si付着量にして0.1〜100mg/m2であることを特徴とする耐硫化性に優れた錫めっき鋼板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007019455A JP5076517B2 (ja) | 2007-01-30 | 2007-01-30 | 耐硫化性に優れた錫めっき鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007019455A JP5076517B2 (ja) | 2007-01-30 | 2007-01-30 | 耐硫化性に優れた錫めっき鋼板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008184654A JP2008184654A (ja) | 2008-08-14 |
JP5076517B2 true JP5076517B2 (ja) | 2012-11-21 |
Family
ID=39727894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007019455A Expired - Fee Related JP5076517B2 (ja) | 2007-01-30 | 2007-01-30 | 耐硫化性に優れた錫めっき鋼板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5076517B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111172524B (zh) * | 2020-01-19 | 2021-07-06 | 东北大学 | 一种镀锡板用环保型纳米镀液的制备方法及其使用方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4114302B2 (ja) * | 2000-05-11 | 2008-07-09 | Jfeスチール株式会社 | 錫めっき鋼板 |
JP3873642B2 (ja) * | 2001-03-21 | 2007-01-24 | Jfeスチール株式会社 | 錫めっき鋼板 |
-
2007
- 2007-01-30 JP JP2007019455A patent/JP5076517B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008184654A (ja) | 2008-08-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6673470B2 (en) | Surface treated tin-plated steel sheet and surface treatment solution | |
KR101021458B1 (ko) | 주석 도금 강판 및 그 제조 방법 | |
JP3873642B2 (ja) | 錫めっき鋼板 | |
JP4935295B2 (ja) | 錫めっき鋼板およびその製造方法 | |
WO2012036199A1 (ja) | 容器用鋼板およびその製造方法 | |
JP2011174172A (ja) | 錫めっき鋼板およびその製造方法 | |
JP5365335B2 (ja) | 錫めっき鋼板およびその製造方法 | |
JP4114302B2 (ja) | 錫めっき鋼板 | |
JP5076517B2 (ja) | 耐硫化性に優れた錫めっき鋼板 | |
Hörnström et al. | Paint adhesion and corrosion performance of chromium-free pretreatments of 55% Al-Zn-coated steel | |
JP3846210B2 (ja) | 表面処理鋼板 | |
JP6052521B2 (ja) | 耐食性金属部材被覆の製造プロセス、及び、耐食性金属部材の製造プロセス | |
JP2004360004A (ja) | 半田付け性に優れる錫めっき鋼板 | |
JP7401039B1 (ja) | 表面処理鋼板およびその製造方法 | |
JP5124928B2 (ja) | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 | |
JP4872602B2 (ja) | 錫めっき鋼板の製造方法 | |
JP2005113263A (ja) | 合金化溶融亜鉛めっき鋼板 | |
JP4665975B2 (ja) | 錫めっき鋼板 | |
JP5678817B2 (ja) | 錫めっき鋼板の製造方法 | |
JP2010255080A (ja) | 錫めっき鋼板およびその製造方法 | |
JP2004060053A (ja) | 半田付け性に優れる錫めっき鋼板 | |
JP2010133014A (ja) | 錫めっき鋼板の製造方法および錫めっき鋼板 | |
JP2008156757A5 (ja) | ||
JP2002275641A (ja) | 表面処理鋼板 | |
JPH11181581A (ja) | 耐黒変性および耐食性に優れた有機樹脂被覆クロメート処理電気亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090727 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100520 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120508 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120704 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120731 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120813 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150907 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5076517 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |