TWI435956B - A steel sheet for container having excellent organic film properties and a method for producing the same - Google Patents

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Hirokazu Yokoya
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Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp
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Description

有機被膜性能優異之容器用鋼板及其製造方法 發明領域
本發明係有關於一種運用作為製罐加工用素材，特別是沖拔拉伸加工、焊接性、耐蝕性、塗料密接性、潤濕性及薄膜密接性等有機被膜性能優異之容器用鋼板以及其製造方法。
 發明背景
運用在飲料或食品中的金屬容器可大致區別成兩片罐與三片罐。
在以DI罐為代表的兩片罐之製造步驟中，在業已施行沖拔拉伸加工後，於罐內面側施行塗裝，並於罐外面側施行塗裝及印刷。
在三片罐之製造步驟中，於相當於罐內面之面施行塗裝，並於相當於罐外面側之面施行印刷後，將罐身部進行焊接。
無論何種罐種，在製罐前後塗裝步驟是不可或缺的。塗裝係使用溶劑系或水系塗料，然後進行焙燒。
在塗裝步驟中，起因於塗料之廢溶劑等會作為產業廢棄物而排出，且排氣(主要是碳酸氣)會在大氣中放出。近年來，以地球環境保護為目的，致力於減低產業廢棄物或排氣。
於該處置中，將薄膜積層以取代施行塗裝之技術受到注目且急速地擴展。
於兩片罐中，將薄膜積層並製罐之罐製造方法或與其相關聯之發明眾多(例如專利文獻1至專利文獻4)。
舉例言之，有關三片罐之發明可列舉如：專利文獻5至專利文獻8。
運用在積層薄膜之基底中的鋼板大多會運用業已施行電解鉻酸鹽處理之鉻酸鹽被膜。鉻酸鹽被膜係具有2層結構，且於金屬Cr層之上層存在有水合氧化Cr層。
積層薄膜(若為具有接著劑之薄膜，則為接著層)係透過鉻酸鹽被膜之水合氧化Cr層而確保與鋼板之密接性或與塗料之潤濕性。該密接性之顯現機制雖然詳情並不明確，然而，一般認為係利用水合氧化Cr之羥基與積層薄膜之羰基或酯基等之官能基的氫鍵來達成。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1　日本專利第1571783號公報
專利文獻2　日本專利第1670957號公報
專利文獻3　日本專利公開公報特開平2-263523號公報
專利文獻4　日本專利第1601937號公報
專利文獻5　特開平3-236954號公報
專利文獻6　特開平05-124648號公報
專利文獻7　特開平5-111979號公報
專利文獻8　特開平5-147181號公報
專利文獻9　特開2006-9047號公報
專利文獻10　特開2005-325402號公報
若藉由前述發明，則可取得地球環境之保護效果。
另一方面，近年來，於飲料容器市場中，與PET瓶、瓶子、紙等之素材之成本及品質競爭激烈。對於積層容器用鋼板而言亦是，在確保優異之密接性、耐蝕性後，會要求更優異之製罐加工性，特別是薄膜密接性、加工薄膜密接性、耐蝕性等。
又，近年來，由於鉛或鎘等有害物質的使用限制或對製造工廠之勞動環境的顧慮，會要求不使用鉻酸鹽且不會損害製罐加工性之被膜。
本發明係根據此種情形而完成，目的在提供一種具有優異之製罐加工性，同時具有優異之沖拔拉伸加工、焊接性、耐蝕性、塗料密接性、潤濕性、薄膜密接性之容器用鋼板及其製造方法。
發明人於專利文獻9及專利文獻10中，提出Zr化合物被膜之活用作為取代鉻酸鹽被膜之新被膜。
若運用該等技術，則可製得具有一定性能之被膜，然而，塗料之潤濕性並不充足。
發明人精心檢討之結果發現，在藉由電解或浸漬處理，於鋼板形成Zr化合物被膜，或於Zr化合物被膜複合有磷酸被膜之複合Zr被膜等之Zr被膜後，藉由以溫水洗淨，可大幅地提升塗料之潤濕性，且與塗裝及積層薄膜形成非常強力之共價鍵，並可取得超越習知鉻酸鹽被膜之優異製罐加工性，同時亦可取得優異之沖拔拉伸加工、焊接性、耐蝕性、塗料密接性及薄膜密接性。
本發明係根據前述見識進行檢討所完成，其要旨如下。
(1)一種薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，係於鋼板表面具有Zr被膜，且該Zr被膜含有金屬Zr量為1mg/m2 至100mg/m2 之Zr氧化物者。
(2)如前述(1)之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，其中前述Zr被膜更含有P量為0.1mg/m2 至50mg/m2 之Zr磷酸化合物。
(3)如前述(1)或(2)之容器用鋼板，其中前述鋼板係於單面或雙面具有表面處理層之表面處理鋼板，且該表面處理層含有Ni：10mg/m2 至1000mg/m2 及Sn：100mg/m2 至15000mg/m2 之至少1種元素。
(4)如前述(1)或(2)之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，其係於前述容器用鋼板塗佈環氧-苯酚樹脂，然後於200℃下將該鋼板焙燒30分鐘，接著於該鋼板之表面，以1mm之間隔刻入深度到達基鐵之格網(gridiron)，再對該鋼板施行125℃、30分鐘之甑餾處理(retort treatment)，然後將該鋼板乾燥，接著，使黏著膠帶黏貼、密接於前述格網上，然後撕下黏著膠帶時，塗膜剝落之方格(grid)小於全方格之1%。
(5)如前述(3)之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，其係於前述容器用鋼板塗佈環氧-苯酚樹脂，然後於200℃下將該鋼板焙燒30分鐘，接著於該鋼板之表面，以1mm之間隔刻入深度到達基鐵之格網，再對該鋼板施行125℃、30分鐘之甑餾處理，然後將該鋼板乾燥，接著，使黏著膠帶黏貼、密接於前述格網上，然後撕下黏著膠帶時，塗膜剝落之方格小於全方格之1%。
(6)如前述(1)或(2)之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，其中將前述容器用鋼板浸漬於1L之70℃蒸餾水中並攪拌30分鐘後，於溶液中溶出的硝酸離子濃度係Zr被膜平均1m2 為5質量ppm以下。
(7)如前述(3)之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，其中將前述容器用鋼板浸漬於1L之70℃蒸餾水中並攪拌30分鐘後，於溶液中溶出的硝酸離子濃度係Zr被膜平均1m2 為5質量ppm以下。
(8)如前述(1)或(2)之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，其中表面潤濕張力為31mN/m以上。
(9)如前述(3)之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，其中表面潤濕張力為31mN/m以上。
(10)一種薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板之製造方法，係如前述(1)或(2)之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板之製造方法，其特徵在於：於含有Zr離子、銨離子及硝酸離子且更依需要而含有磷酸離子之溶液中，藉由浸漬或電解處理，使Zr被膜形成於鋼板上，然後進行水洗，接著以40℃以上之溫水將前述Zr被膜進行0.5秒以上之洗淨處理。
(11)一種薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板之製造方法，係如前述(3)之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板之製造方法，其特徵在於：於含有Zr離子、銨離子及硝酸離子且更依需要而含有磷酸離子之溶液中，藉由浸漬或電解處理，使Zr被膜形成於鋼板上，然後進行水洗，接著以40℃以上之溫水將前述Zr被膜進行0.5秒以上之洗淨處理。
若藉由本發明，則可製得具有優異之沖拔拉伸加工、焊接性、耐蝕性、塗料密接性及薄膜密接性之容器用鋼板。有關本發明之容器用鋼板可利用作為製罐加工性優異之積層容器用鋼板。
 用以實施發明之形態
以下，詳細地說明本發明。
運用在本發明之容器用鋼板中的原板並無特殊之限制，可運用一般使用作為容器材料之鋼板。
原板之製造法、材質等亦無特殊之限制，可自一般的鋼片製造步驟，經由熱軋壓延、酸洗、冷軋壓延、退火、調質壓延等步驟來製造。
本發明之Zr被膜會賦予至鋼板或後述表面處理層上。賦予Zr被膜之方法例如包括：將鋼板浸漬於業已使Zr離子、磷酸離子溶解之酸性溶液中的方法；或利用陰極電解處理之方法等。
利用浸漬處理之方法係將基底蝕刻而形成各種被膜，因此附著會變得不均一，又，由於處理時間亦會延長，因此在工業上是不利的。
若藉由陰極電解處理，則可藉由利用強制之電荷移動及於鋼板界面之氫產生的表面清淨化與利用pH上升的附著促進效果，製得均一之被膜。
又，由於硝酸離子與銨離子係於處理液中共存，因此可構成在數秒至數十秒左右之短時間的處理，再者，可促進含有提升耐蝕性或密接性之效果優異之Zr氧化物、Zr磷酸化物的Zr被膜之析出。依此，利用陰極電解處理之方法在工業上是極為有利的。
故，有關本發明之Zr被膜之賦予宜為利用陰極電解處理者，更為理想的是藉由使硝酸離子與銨離子共存之處理液的陰極電解處理。
Zr被膜之作用係確保耐蝕性與密接性。Zr被膜係含有藉由氧化Zr、氫氧化Zr所構成的Zr水合氧化物，再者，亦可含有Zr磷酸化物。
若Zr被膜增加，則耐蝕性或密接性會提升，若金屬Zr量構成1mg/m2 以上，則可確保實用上水準不成問題之耐蝕性與密接性。
若Zr被膜量增加，則提升耐蝕性、密接性之效果亦會增加，然而，若Zr被膜量為金屬Zr量大於100mg/m2 ，則Zr被膜會變得過厚，且Zr被膜本身之密接性劣化，同時電阻上升且焊接性劣化。
故，於本發明中，Zr被膜附著量係作成金屬Zr量為1mg/m2 至100mg/m2 。
又，若Zr磷酸化物增加，則可取得更優異之耐蝕性與密接性。為了取得該效果，磷酸被膜量宜為P量為0.1mg/m2 以上。
若磷酸被膜量增加，則提升耐蝕性、密接性之效果亦會變大，然而，若磷酸被膜量為P量大於50mg/m2 ，則磷酸被膜會變得過厚，且磷酸被膜本身之密接性劣化，同時電阻上升且焊接性劣化。
故，磷酸被膜附著量宜作成P量為0.1mg/m2 至50mg/m2 。
Zr被膜中所含有的金屬Zr量、P量可藉由例如螢光X射線分析等之定量分析法來測定。
原板上亦可賦予含有Ni、Sn中之1種以上的表面處理層。賦予表面處理層之方法並無特殊之限制，舉例言之，可運用電鍍法、真空蒸鍍法、濺鍍法等公知技術。為了賦予擴散層，亦可於鍍敷後施行加熱處理。
又，含有Ni的表面處理層係即使施行Fe-Ni合金鍍敷，亦不會改變本發明之本質。
表面處理層係其中的Ni宜作成金屬Ni而為10mg/m2 至1000mg/m2 之範圍。
Ni係提升塗料密接性、薄膜密接性、耐蝕性及焊接性。為了取得該效果，金屬Ni宜賦予10mg/m2 以上之Ni。隨著Ni附著量之增加，提升塗料密接性、薄膜密接性、耐蝕性及焊接性之效果會增加。
然而，若Ni附著量構成1000mg/m2 以上，則其效果飽合，且在經濟上是不利的。
表面處理層係其中的Sn宜作成金屬Sn而為100mg/m2 至15000mg/m2 之範圍。
Sn係提升加工性、焊接性及耐蝕性。為了取得該效果，金屬Sn宜賦予100mg/m2 以上之Sn。為了取得充分之焊接性，宜賦予200mg/m2 以上之Sn，為了取得充分之加工性，宜賦予1000mg/m2 以上之Sn。隨著Sn附著量之增加，提升加工性、焊接性及耐蝕性之效果會增加。
然而，若Sn附著量構成15000mg/m2 以上，則提升耐蝕性之效果飽合，且在經濟上是不利的。
若於Sn鍍敷後施行回流處理，則可形成Sn合金層，且可更進一步地提升耐蝕性。
表面處理層中的金屬Ni量及金屬Sn量可藉由例如螢光X射線法來測定。
此時，運用金屬Ni量為已知的試樣，預先求取顯示測定結果所取得之值與金屬Ni量之關係的校準曲線，並運用該校準曲線相對地特定金屬Ni量。
金屬Sn量時亦相同，運用金屬Sn量為已知的試樣，預先求取顯示測定結果所取得之值與金屬Sn量之關係的校準曲線，並運用該校準曲線相對地特定金屬Sn量。
於本發明中，為了形成Zr被膜，宜運用含有硝酸Zr之處理液，又，為了促進Zr被膜之析出，宜運用使硝酸離子與銨離子共存之處理液。此時，由於硝酸離子係包含於處理液中，因此，有時會與Zr化合物一同地取入Zr被膜中。
本發明之目的係提供一種不會產生塗裝排斥等問題之容器用鋼板。用以判斷是否不會產生塗裝排斥等問題之重要特性包括Zr被膜之表面潤濕張力。
若於Zr被膜中殘存硝酸離子，則由於硝酸離子具有親水性，因此表觀上會測定出表面潤濕張力大。即，於本發明中，為重要特性之表面潤濕張力會無法正確地測定，因此較不理想。
再者，被膜中的硝酸離子不會對塗料或薄膜之一般密接性(一次密接性)帶來影響，然而，會成為使甑餾處理等高溫殺菌處理時等之在含有水蒸氣之高溫處理時的密接性(二次密接性)、防鏽性及塗膜下腐蝕性劣化之原因。
一般認為此原因係殘存於被膜中的硝酸離子於水蒸氣或腐蝕液中溶出，並分解與有機被膜之鍵結，且促進基底鋼板之腐蝕。
故，本發明之容器用鋼板宜浸漬於1L之70℃蒸餾水中，並攪拌30分鐘後，於溶液中溶出的硝酸離子濃度係Zr被膜平均1m2 為5質量ppm以下。若溶出的硝酸離子濃度大於5質量ppm，則二次密接性、防鏽性及塗膜下腐蝕性之劣化會開始明顯存在。較為理想的是於溶液中溶出的硝酸離子濃度為3質量ppm以下，更為理想的是1質量ppm以下，最為理想的是不會溶出(0ppm)。
自Zr被膜溶出的硝酸離子之濃度可藉由例如運用離子層析法之定量分析來測定。
為了取得充分之潤濕性，表面潤濕張力宜為31mN/m以上，若為35mN/m以上，則更為理想。
在此所述之表面潤濕張力係藉由於JIS K 6768中規範的方法所測定之值。於該規範中，塗佈業已調整為各種表面張力之試驗液，並於該試驗液之潤濕狀態下測定表面潤濕張力。若表面張力高的試驗液之潤濕狀態良好，則表面潤濕張力會提高且潤濕性優異。
於鋼板或表面處理層上形成Zr被膜後進行水洗，接著，以溫水洗淨。以溫水洗淨之目的係處理液之洗淨與潤濕性之提升。
潤濕性之提升可抑制因塗裝排斥所造成的針孔，對於提升塗裝鋼板之品質有大幅助益。溫水洗淨一般係於形成Zr被膜後直接進行。
藉由溫水洗淨提升潤濕性之機制詳情雖然並不明確，然而，一般認為係於被膜之最表層增加親水性官能基等之機制。為了取得該效果，宜藉由40℃以上，較為理想的是55℃以上之溫水洗淨0.5秒以上。洗淨係藉由例如浸漬處理、噴霧處理等來進行，在工業上，宜為可期待利用液體流動之洗淨促進效果的噴霧處理，或利用浸漬處理與噴霧處理之複合處理。
實施例
以下，說明本發明之實施例。
〈鋼板上之表面處理層〉
運用以下(處理法1)至(處理法7)中之任一方法，於板厚0.17mm至0.23mm之鋼板上賦予表面處理層(於處理法1中，並未賦予表面處理層)。
(處理法1)冷軋壓延後，製作對業經退火、調壓之原板施行脫脂、酸洗之鋼板。
(處理法2)冷軋壓延後，將業經退火、調壓之原板進行脫脂、酸洗，然後，運用苯酚磺酸浴而鍍敷Sn，並製作Sn鍍敷鋼板。
(處理法3)冷軋壓延後，將業經退火、調壓之原板進行脫脂、酸洗，然後，運用瓦特浴而施行Ni鍍敷，並製作Ni鍍敷鋼板。
(處理法4)運用瓦特浴，對冷軋壓延後之原板施行Ni鍍敷，且於退火時形成Ni擴散層，並製作Ni鍍敷鋼板。
(處理法5)冷軋壓延後，將業經退火、調壓之原板進行脫脂、酸洗，然後，運用苯酚磺酸浴而鍍敷Sn，接著，施行回流處理，並製作具有Sn合金層之Sn鍍敷鋼板。
(處理法6)冷軋壓延後，將業經退火、調壓之原板進行脫脂、酸洗，然後，運用硫酸-鹽酸浴而施行Fe-Ni合金鍍敷，接著，運用苯酚磺酸浴而施行Sn鍍敷，並製作Ni、Sn鍍敷鋼板。
(處理法7)冷軋壓延後，將業經退火、調壓之原板進行脫脂、酸洗，然後，運用硫酸-鹽酸浴而施行Sn-Ni合金鍍敷，並製作Ni、Sn鍍敷鋼板。
〈被膜形成〉
於前述處理後，藉由以下(處理法8)至(處理法11)中之任一方法形成Zr被膜。
(處理法8)於業已使1000ppm之硝酸Zr、1500ppm之硝酸銨溶解之處理液中，浸漬前述鋼板並進行陰極電解而形成Zr被膜。
(處理法9)於業已使2000ppm之硝酸Zr、500ppm之磷酸、1500ppm之硝酸銨溶解之處理液中，浸漬前述鋼板並進行陰極電解而形成Zr被膜。
(處理法10)於業已使1000ppm之硝酸Zr、1500ppm之硝酸銨溶解之處理液中浸漬前述鋼板，並形成Zr被膜。
(處理法11)於業已使2000ppm之硝酸Zr、500ppm之磷酸、1500ppm之硝酸銨溶解之處理液中浸漬前述鋼板，並形成Zr被膜。
〈水洗處理〉
在藉由前述處理形成Zr被膜後，藉由表2所記載之溫度、時間進行水洗處理。
於本實施例中，表面處理層中的金屬Ni量及金屬Sn量係藉由螢光X射線法來測定，並使用校準曲線來特定。Zr被膜中所含有的金屬Zr量、P量係藉由螢光X射線分析等之定量分析法來測定。
來自水洗處理後之轉化處理被膜的硝酸離子溶出量之特定係藉由以下方法來實施。
將業已施行前述處理之鋼板剪切成50mm×100mm，並製作試樣。未進行剪切邊緣之遮蔽或脫脂處理。
於可具備容量2L之水冷回流管的可分離式燒瓶中，放入蒸餾水約900mL，並於電熱加熱器上加熱且使其沸騰。在業已確認沸騰後，於玻璃製之試樣豎坑中設置前述試樣10片並投入沸騰水中。
試樣係全體浸漬而進行水冷環流(依需要添加蒸餾水)，且一面攪拌一面萃取硝酸離子30分鐘。
然後，藉由蒸餾水沖洗業已附著於前述試樣之溶液，並加入上面所萃取的溶液且使其沸騰。其時，於新的玻璃製之試樣豎坑中設置、投入新的試樣10片。
反覆實施5次相同之萃取作業，進行來自計50片(總面積0.5m2 )之硝酸離子之萃取。
在結束萃取作業後，將業已萃取硝酸離子之蒸餾水之全量加入蒸餾水而作成1L，並作成試驗液。藉由液體離子層析法，特定試驗液中的硝酸離子濃度，並換算成平均1m2 。液體離子層析法之測定條件係作成如表1。
〈性能評價〉
業已施行前述處理之試驗材係針對以下所示之(A)至(H)之各項目進行性能評價。
(A)加工性
於試驗材之雙面上，以200℃積層厚度20μm之PET薄膜，並階段地施行利用沖拔加工與拉伸加工之製罐加工，且以4階段(A：非常良好；B：良好；C：看見瑕疵；D：斷裂且無法加工)來評價成模。加工性係將B以上作成合格。
(B)焊接性
運用線縫焊接機，於焊線速度80m/min之條件下變更電流而焊接試驗材，並自藉由可取得充分焊接強度之最小電流值與塵埃及焊接飛濺等焊接缺陷開始醒目之最大電流值所構成的適當電流範圍之廣度來判斷，且以4階段(A：非常良好；B：良好；C：差；D：無法焊接)來評價焊接性。焊接性係將B以上作成合格。
(C)薄膜密接性
於試驗材之雙面上，以200℃積層厚度20μm之PET薄膜，並進行沖拔拉伸加工且製作罐體，並施行125℃、30min之甑餾處理，且自罐體身部之薄膜剝離面積，以4階段(A：剝離面積0%；B：剝離面積5%以下；C：剝離面積大於5%、20%以下；D：剝離面積大於20%)來評價密接性。薄膜密接性係將B以上作成合格。
(D)一次塗料密接性
於試驗材塗佈環氧-苯酚樹脂，並以200℃焙燒30分鐘後，以1mm之間隔刻入深度到達基鐵之格網，並將黏著膠帶黏貼、密接於格網上，然後撕下，並自塗膜之剝離面積，以4階段(A：剝離面積0%；B：剝離面積5%以下；C：剝離面積大於5%、20%以下；D：剝離面積大於20%)來評價密接性。一次塗料密接性係將B以上作成合格。
(E)二次塗料密接性
於試驗材塗佈環氧-苯酚樹脂，並以200℃焙燒30分鐘後，以1mm之間隔刻入深度到達基鐵之格網，然後施行125℃、30min之甑餾處理，乾燥後，將黏著膠帶黏貼、密接於格網上，然後撕下，並自塗膜之剝離面積，以4階段(A：剝離面積0%；B：剝離面積5%以下；C：剝離面積大於5%、20%以下；D：剝離面積大於20%)來評價密接性。二次塗料性係將B以上作成合格。
(F)塗膜下耐蝕性
於試驗材塗佈環氧-苯酚樹脂，並以200℃焙燒30min後，刻入深度到達基鐵之交叉銼紋，且於藉由1.5%檸檬酸-1.5%食鹽混合液所構成的試驗液中，以45℃浸漬72小時，洗淨、乾燥後，將黏著膠帶黏貼、密接於交叉銼紋上，然後撕下，並以4階段(A：未看見塗膜下腐蝕；B：看見實用上不成問題之些微塗膜下腐蝕；C：微小之腐蝕下腐蝕與平板部看見些微腐蝕；D：嚴重之腐蝕塗膜下腐蝕與平板部看見腐蝕)來判斷、評價交叉銼紋部之塗膜下腐蝕狀況與平板部之腐蝕狀況。塗膜下耐蝕性係將B以上作成合格。
(G)甑餾防鏽性
將試驗材進行125℃、30min之甑餾處理，並以4階段(A：完全沒有生鏽；B：有實用上不成問題之極些微之生鏽；C：有些微生鏽；D：大部分生鏽)來評價鏽之產生狀況。甑餾防鏽性係將B以上作成合格。
(H)潤濕性
於試驗材上塗佈市售之潤濕張力試驗液，並藉由試驗液開始排斥之限度的試驗液之張力來評價，且藉由張力之大小，以3階段(A：35mN/m以上；B：31mN/m以上；C：30mN/m以上；D：小於30mN/m)來評價。潤濕性係將B以上作成合格。
表2係顯示各試驗材之處理條件及試驗結果。
依據本發明之發明例1至發明例18皆構成加工性、焊接性、薄膜密接性、一次塗料密接性、二次塗料密接性、塗膜下腐蝕性、防鏽性、潤濕性優異之結果。
未滿足本發明之任一要件之比較例1至比較例4係構成加工性、焊接性、薄膜密接性、一次塗料密接性、二次塗料密接性、塗膜下腐蝕性、防鏽性、潤濕性中之至少一部分的特性差之結果。
特別是比較例3、比較例4係由於殘存於Zr被膜中的硝酸離子大於5ppm，因此，可知雖然表觀上之潤濕性良好，然而，實施甑餾處理之薄膜密接性、塗料密接性(二次)不足。
產業之可利用性
若藉由本發明，則可製得具有優異之沖拔拉伸加工、焊接性、耐蝕性、塗料密接性及薄膜密接性之容器用鋼板，且可利用作為製罐加工性優異之積層容器用鋼板，因此對鋼鐵產業、製罐業之貢獻大，且產業之可利用性大。

Claims (10)

  1. 一種薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，其特徵在於：於鋼板表面具有Zr被膜，且該Zr被膜含有金屬Zr量為1mg/m2 至100mg/m2 之Zr氧化物，該容器用鋼板係，於含有Zr離子、銨離子及硝酸離子之溶液中，藉由浸漬或電解處理，使Zr被膜形成於鋼板上，然後進行水洗，接著以40℃以上之溫水將前述Zr被膜進行0.5秒以上之洗淨處理而獲得者，並將前述容器用鋼板浸漬於1L之70℃蒸餾水中並攪拌30分鐘後，於溶液中溶出的硝酸離子濃度係Zr被膜平均1m2 為5質量ppm以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，其中前述Zr被膜更含有P量為0.1mg/m2 至50mg/m2 之Zr的磷酸化合物。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，其中前述鋼板係於單面或雙面具有表面處理層之表面處理鋼板，且該表面處理層含有Ni：10mg/m2 至1000mg/m2 及Sn：100mg/m2 至15000mg/m2 中之至少1種元素。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，其係於前述容器用鋼板塗佈環氧-苯酚樹脂，然後於200℃下將該鋼板焙燒30分鐘，接著於該鋼板之表面，以1mm之間隔刻入深度到達基鐵之格網(gridiron)，再對該鋼板施行125℃、30分鐘之甑餾處理(retort treatment)，然後將該鋼板乾燥，接 著，使黏著膠帶黏貼、密接於前述格網上，然後撕下黏著膠帶時，塗膜剝落之方格(grid)小於全方格之5%。
  5. 如申請專利範圍第3項之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，其係於前述容器用鋼板塗佈環氧-苯酚樹脂，然後於200℃下將該鋼板以焙燒30分鐘，接著於該鋼板之表面，以1mm之間隔刻入深度到達基鐵之格網，再對該鋼板施行125℃、30分鐘之甑餾處理，然後將該鋼板乾燥，接著，使黏著膠帶黏貼、密接於前述格網上，然後撕下黏著膠帶時，塗膜剝落之方格小於全方格之5%。
  6. 如申請專利範圍第3項之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，其中將前述容器用鋼板浸漬於1L之70℃蒸餾水中並攪拌30分鐘後，於溶液中溶出的硝酸離子濃度係Zr被膜平均1m2 為5質量ppm以下。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，其中表面潤濕張力為31mN/m以上。
  8. 如申請專利範圍第3項之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板，其中表面潤濕張力為31mN/m以上。
  9. 一種薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板之製造方法，係如申請專利範圍第1或2項之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板之製造方法，其特徵在於： 於含有Zr離子、銨離子及硝酸離子且更依需要而含有磷酸離子之溶液中，藉由浸漬或電解處理，使Zr被膜形成於鋼板上，然後進行水洗，接著以40℃以上之溫水將前述Zr被膜進行0.5秒以上之洗淨處理。
  10. 一種薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板之製造方法，係如申請專利範圍第3項之薄膜一次密接性及一次塗料密接性優異之容器用鋼板之製造方法，其特徵在於：於含有Zr離子、銨離子及硝酸離子且更依需要而含有磷酸離子之溶液中，藉由浸漬或電解處理，使Zr被膜形成於鋼板上，然後進行水洗，接著以40℃以上之溫水將前述Zr被膜進行0.5秒以上之洗淨處理。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2842910C (en) 2012-05-31 2015-10-06 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Three-piece resealable can
US10400337B2 (en) 2012-08-29 2019-09-03 Ppg Industries Ohio, Inc. Zirconium pretreatment compositions containing lithium, associated methods for treating metal substrates, and related coated metal substrates
UA112024C2 (uk) 2012-08-29 2016-07-11 Ппг Індастріз Огайо, Інк. Цирконієві композиції попередньої обробки, які містять молібден, відповідні способи обробки металевих субстратів та відповідні металеві субстрати з покриттям
JP6081224B2 (ja) * 2013-02-27 2017-02-15 東洋鋼鈑株式会社 表面処理鋼板の製造方法
WO2016167357A1 (ja) * 2015-04-16 2016-10-20 新日鐵住金株式会社 容器用鋼板及び容器用鋼板の製造方法
US10563311B2 (en) 2015-04-16 2020-02-18 Nippon Steel Corporation Steel sheet for container and method for producing steel sheet for container
EP3103897A1 (de) * 2015-06-11 2016-12-14 ThyssenKrupp Steel Europe AG Verfahren zur elektrochemischen abscheidung dünner anorganischer schichten
WO2016207967A1 (ja) 2015-06-23 2016-12-29 新日鐵住金株式会社 容器用鋼板及び容器用鋼板の製造方法
JP6540800B2 (ja) * 2015-06-23 2019-07-10 日本製鉄株式会社 容器用鋼板及び容器用鋼板の製造方法
MX2019001874A (es) 2016-08-24 2019-06-06 Ppg Ind Ohio Inc Composicion limpiadora que contiene hierro.

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5996455A (ja) 1982-11-24 1984-06-02 Hitachi Ltd エンジン制御装置
JPS60168643A (ja) 1984-02-14 1985-09-02 東洋製罐株式会社 絞りしごき罐用被覆鋼板
JPS60170532A (ja) 1984-02-14 1985-09-04 Kishimoto Akira 絞りしごき罐の製造方法
JP2504164B2 (ja) 1989-02-16 1996-06-05 東洋製罐株式会社 薄肉化深絞り缶の製造方法
JPH0332835A (ja) 1989-11-10 1991-02-13 Toyo Seikan Kaisha Ltd 絞りしごき罐
JPH03236954A (ja) 1990-02-14 1991-10-22 Nippon Steel Corp スリーピース缶用フィルム積層鋼帯およびその製造方法
JP2998042B2 (ja) 1991-05-17 2000-01-11 新日本製鐵株式会社 ストライプ状の多層有機皮膜を有するスリーピース缶用鋼板
JP3089433B2 (ja) 1991-05-17 2000-09-18 新日本製鐵株式会社 ３ピース缶用ストライプラミネート鋼板の製造方法
JP2969394B2 (ja) 1991-05-17 1999-11-02 新日本製鐵株式会社 缶外面に多層構造有機皮膜を有するスリーピース缶
JPH061937A (ja) 1992-06-22 1994-01-11 Seiko Epson Corp 記録液
JPH0670957A (ja) 1992-08-26 1994-03-15 Asahi Chem Ind Co Ltd 吸液構造体
DE69805697T3 (de) * 1997-04-24 2006-11-30 Chemoxal S.A. Desinfizierende und fungizide Zusammensetzung auf der Basis von Peressigsäure und einem Aminoxid
EP1566467B1 (en) * 2002-11-25 2015-03-18 Toyo Seikan Kaisha, Ltd. Surface-treated metallic material, method of surface treating therefor and resin-coated metallic material, metal can and can lid
JP2005325402A (ja) 2004-05-13 2005-11-24 Nippon Paint Co Ltd スズ又はスズ系合金めっき鋼材の表面処理方法
JP4492224B2 (ja) 2004-06-22 2010-06-30 東洋製罐株式会社 表面処理金属材料及びその表面処理方法、並びに樹脂被覆金属材料
CA2644789C (en) * 2006-03-01 2015-04-28 Nippon Paint Co., Ltd. Composition for metal surface treatment, metal surface treatment method, and metal material
TWI391530B (zh) * 2007-04-04 2013-04-01 Nippon Steel Corp A plated steel sheet for use in a tank and a method for manufacturing the same
JP5186814B2 (ja) * 2007-06-20 2013-04-24 新日鐵住金株式会社 容器用鋼板とその製造方法
JP5186817B2 (ja) * 2007-06-20 2013-04-24 新日鐵住金株式会社 容器用鋼板
KR20120105060A (ko) 2007-08-23 2012-09-24 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 환경에 대한 부하가 적은 용기 재료용 강판과 그 제조 방법 및 이것을 이용한 환경에 대한 부하가 적은 용기 재료용 라미네이트 강판 및 용기 재료용 도장 프리코트 강판
JP4920627B2 (ja) * 2008-04-16 2012-04-18 新日本製鐵株式会社 缶用めっき鋼板及びその製造方法
US8133594B2 (en) * 2010-06-04 2012-03-13 Nippon Steel Corporation Steel sheet for container use
WO2012023536A1 (ja) * 2010-08-18 2012-02-23 新日本製鐵株式会社 耐食性に優れた缶用鋼板
US9127341B2 (en) * 2011-01-18 2015-09-08 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Steel sheet for container having excellent organic film performance and process for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010140711A1 (ja) 2010-12-09
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EP2439310A4 (en) 2016-09-14
KR20140090692A (ko) 2014-07-17

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