JP5300119B2 - Surface-treated steel sheets for seamless cans, resin-coated steel sheets, and seamless cans - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に缶などの容器に加工して用いられる鋼板、特に、プラスチックフィルムなどの有機樹脂との密着性(以後、樹脂密着性と呼ぶ)および耐食性に優れる表面処理鋼板、この表面処理鋼板に有機樹脂が被覆された樹脂被覆鋼板、それを用いた缶および缶蓋に関する。 The present invention is a steel sheet mainly processed into a container such as a can, and in particular, a surface-treated steel sheet excellent in adhesion with an organic resin such as a plastic film (hereinafter referred to as resin adhesion) and corrosion resistance, and the surface treatment. The present invention relates to a resin-coated steel sheet in which an organic resin is coated on a steel sheet, a can using the same, and a can lid.
飲料缶、食品缶、ペール缶や18リットル缶などの各種金属缶には、錫めっき鋼板やティンフリー鋼板などの電解クロム酸処理鋼板が用いられている。なかでも、ティンフリー鋼板は、6価クロムを含むめっき浴中で鋼板を電解処理することにより製造され、塗料などの樹脂との優れた密着性を有していることに特徴がある。 For various metal cans such as beverage cans, food cans, pail cans and 18 liter cans, electrolytic chromic acid treated steel plates such as tin-plated steel plates and tin-free steel plates are used. Among these, tin-free steel sheets are produced by electrolytic treatment of steel sheets in a plating bath containing hexavalent chromium, and are characterized by having excellent adhesion to resins such as paints.
近年、環境に対する意識の高まりから、産業界においては毒性を有する6価クロムの使用を規制する動向が強まっており、6価クロムのめっき浴を用いて製造されるティンフリー鋼板に対してもその代替材が求められている。例えば、特許文献1には、タングステン酸溶液中で電解処理が施された容器用鋼板が開示されている。また、特許文献2には、表面にリン酸塩層が形成された容器用表面処理鋼板が開示されている。さらに、特許文献3には、Sn、Niの1種以上を含む表面処理層の上にタンニン酸または酢酸の1種以上およびTiまたはZrまたはそれらの化合物の1種以上を含んだフェノール構造を有する樹脂皮膜が形成された容器用鋼板が提案されている。さらにまた、特許文献4には、リン酸イオンを含有しない、Ti、O、Fを主成分とする無機表面処理層と有機表面処理層が形成されている表面処理金属材料が提案されている。
In recent years, due to the growing awareness of the environment, there is an increasing trend in the industry to regulate the use of toxic hexavalent chromium, and even for tin-free steel plates manufactured using a hexavalent chromium plating bath. Alternative materials are needed. For example,
一方、各種金属缶は、従来よりティンフリー鋼板などの金属板に塗装を施した後に、缶体に加工して製造されていたが、近年、製造に伴う廃棄物の抑制のために、塗装に代わってプラスチックフィルムなどの樹脂をラミネートしたラミネート鋼板(樹脂被覆鋼板)を缶体に加工する方法が多用されるようになっている。このラミネート鋼板には、樹脂と鋼板が強く密着していることが必要であり、特に飲料缶や食品缶として用いられるラミネート鋼板には、内容物の充填後にレトルト殺菌工程を経る場合があるため、高温湿潤環境下でも樹脂が剥離することのない強い樹脂密着性が要求される。また、このラミネート鋼板には、引っ掻きなどで部分的に樹脂皮膜が欠落した場合でも、缶の内容物などに侵されて穴開きが生ずることのない耐食性が必要である。
しかしながら、特許文献1に記載のタングステン酸溶液中で電解処理が施された容器用鋼板や特許文献2に記載の表面にリン酸塩層が形成された容器用表面処理鋼板を用いたラミネート鋼板、および特許文献3に記載のフェノール構造を有する樹脂皮膜が形成された容器用鋼板では、いずれもレトルト雰囲気における樹脂密着性が不十分である。また、特許文献4に記載のTi、O、Fを主成分とする無機表面処理層と有機表面処理層が形成されている表面処理金属材料では、樹脂皮膜が欠落した場合の耐食性が不十分である。
However, a laminated steel sheet using a container steel sheet subjected to electrolytic treatment in the tungstic acid solution described in
本発明は、クロムを用いず、樹脂密着性および耐食性に優れ、ティンフリー鋼板の代替材となり得る表面処理鋼板、この表面処理鋼板に有機樹脂が被覆された樹脂被覆鋼板、それを用いた缶および缶蓋を提供することを目的とする。 The present invention is a surface-treated steel sheet that does not use chromium, has excellent resin adhesion and corrosion resistance, and can be used as a substitute for a tin-free steel sheet, a resin-coated steel sheet in which an organic resin is coated on the surface-treated steel sheet, a can using the same, and The object is to provide a can lid.
本発明者らは、クロムを用いず、樹脂密着性および耐食性に優れ、ティンフリー鋼板の代替材となり得る表面処理鋼板について鋭意研究を重ねた結果、鋼板表面に、順番にFe-Ni合金層、TiおよびOを含む皮膜を形成することにより極めて優れた樹脂密着性と耐食性が両立し得ることを見出した。 As a result of intensive research on surface-treated steel sheets that do not use chromium, have excellent resin adhesion and corrosion resistance, and can be used as substitutes for tin-free steel sheets, Fe-Ni alloy layers in order, It has been found that extremely excellent resin adhesion and corrosion resistance can be achieved by forming a film containing Ti and O.
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、鋼板の少なくとも片面に、Fe-Ni合金層を有し、該Fe-Ni合金層上に、TiおよびOを含む皮膜を有することを特徴とする表面処理鋼板を提供する。 The present invention has been made based on such knowledge, and has a Fe—Ni alloy layer on at least one surface of a steel sheet, and a coating containing Ti and O on the Fe—Ni alloy layer. A surface-treated steel sheet is provided.
本発明の表面処理鋼板では、TiおよびOを含む皮膜のTi量が片面あたり3〜200mg/m2であることが好ましい。また、Fe-Ni合金層のNi量が片面あたり5〜1000mg/m2であることが好ましい。 In the surface-treated steel sheet of the present invention, the Ti content of the coating containing Ti and O is preferably 3 to 200 mg / m 2 per side. Further, the Ni content of the Fe—Ni alloy layer is preferably 5 to 1000 mg / m 2 per side.
本発明は、また、本発明の表面処理鋼板に、有機樹脂が被覆されている樹脂被覆鋼板、それを用いた缶および缶蓋を提供する。 The present invention also provides a resin-coated steel sheet in which the surface-treated steel sheet of the present invention is coated with an organic resin, a can using the same, and a can lid.
本発明により、クロムを用いず、樹脂密着性および耐食性に優れる表面処理鋼板を製造できるようになった。本発明の表面処理鋼板は、これまでのティンフリー鋼板の代替材として問題なく、有機樹脂を被覆して樹脂被覆鋼板とし、缶や缶蓋に加工してレトルト雰囲気に暴露しても、樹脂の剥離が全く生じない。また、引っかき傷などの樹脂の欠落部においても、素地鋼の溶出が著しく少なく、耐食性に極めて優れている。 According to the present invention, it is possible to produce a surface-treated steel sheet that is excellent in resin adhesion and corrosion resistance without using chromium. The surface-treated steel sheet of the present invention has no problem as an alternative to conventional tin-free steel sheets, and is coated with an organic resin to form a resin-coated steel sheet. Even if it is processed into a can or can lid and exposed to a retort atmosphere, No peeling occurs. In addition, even in resin missing portions such as scratches, the dissolution of the base steel is remarkably small and the corrosion resistance is extremely excellent.
1)表面処理鋼板
本発明の表面処理鋼板では、鋼板の少なくとも片面に、Fe-Ni合金層を形成後、TiおよびOを含む皮膜が形成されている。なお、Fe-Ni合金層やTiおよびOを含む皮膜には、クロムが含有されないことはいうまでもない。
1) Surface-treated steel sheet In the surface-treated steel sheet of the present invention, a film containing Ti and O is formed after forming a Fe—Ni alloy layer on at least one surface of the steel sheet. Needless to say, the Fe—Ni alloy layer and the coating containing Ti and O do not contain chromium.
素材の鋼板としては、低炭素鋼や極低炭素鋼などを用いた一般的な缶用の鋼板を用いることができる。 As the material steel plate, a general steel plate for cans using low carbon steel, extremely low carbon steel, or the like can be used.
鋼板表面に形成されたFe-Ni合金層は、鋼板に耐食性を付与する。 The Fe—Ni alloy layer formed on the steel plate surface imparts corrosion resistance to the steel plate.
Fe-Ni合金層のNi量は、片面あたり5mg/m2未満であると耐食性改善の効果が十分に得られない場合があり、1000mg/m2を超えるとさらなる耐食性の向上が望めず、コスト高となるので、5〜1000mg/m2であることが好ましい。なお、Fe-Ni合金層中のNi量の測定は、蛍光X線による表面分析により行うことができる。 If the amount of Ni in the Fe-Ni alloy layer is less than 5 mg / m 2 per side, the effect of improving corrosion resistance may not be fully obtained, and if it exceeds 1000 mg / m 2 , further improvement in corrosion resistance cannot be expected, resulting in cost reduction. Since it becomes high, it is preferable that it is 5-1000 mg / m < 2 >. Note that the amount of Ni in the Fe—Ni alloy layer can be measured by surface analysis using fluorescent X-rays.
また、Fe-Ni合金層の形成方法としては、ワット浴などを用いる公知のめっき方法により鋼板にNiめっきを施し、その後に適当な熱処理を施すことによってNiと鋼板中のFeを相互拡散させる方法が適当である。この方法では、熱量が小さいと最表面においてFe-Ni合金層が形成されなくなるが、XPS(光電子分光装置)による表面分析で表面におけるFeの存在を確認することができるので、これによってFe-Ni合金層を形成するための熱処理条件を決定することができる。 In addition, as a method for forming an Fe-Ni alloy layer, Ni is plated on a steel sheet by a known plating method using a watt bath or the like, and then Ni and Fe in the steel sheet are interdiffused by performing an appropriate heat treatment. Is appropriate. In this method, the Fe-Ni alloy layer is not formed on the outermost surface when the amount of heat is small, but the presence of Fe on the surface can be confirmed by surface analysis using XPS (photoelectron spectrometer). Heat treatment conditions for forming the alloy layer can be determined.
Fe-Ni合金層上にTiおよびOを含有する皮膜を形成することにより、良好な樹脂密着性が得られる。この原因は、現在のところ明らかではないが、Tiの酸化物を主体とした高分子量の皮膜と樹脂との間に強い分子間力が発生するためと推測される。 By forming a film containing Ti and O on the Fe—Ni alloy layer, good resin adhesion can be obtained. The cause of this is not clear at present, but it is assumed that a strong intermolecular force is generated between the high molecular weight film mainly composed of Ti oxide and the resin.
TiおよびOを含む皮膜のTi量は、片面あたり3mg/m2未満であると樹脂密着性改善の効果が十分に得られない場合があり、200mg/m2を超えるとさらなる樹脂密着性の向上が望めず、コスト高となるので、3〜200mg/m2であることが好ましい。なお、皮膜中のTi量の測定は、蛍光X線による表面分析により行うことができる。また、O量については、特に規定しないが、XPSによる表面分析でその存在を確認することができる。 If the amount of Ti in the coating containing Ti and O is less than 3 mg / m 2 per side, the effect of improving resin adhesion may not be obtained sufficiently, and if it exceeds 200 mg / m 2 , the resin adhesion will be further improved. However, it is preferable to be 3 to 200 mg / m 2 . Note that the amount of Ti in the film can be measured by surface analysis using fluorescent X-rays. The amount of O is not particularly defined, but its presence can be confirmed by surface analysis using XPS.
TiおよびOを含む皮膜の形成方法としては、フルオロチタン酸イオンを含む水溶液中でFe-Ni合金層の形成された鋼板を陰極電解処理または浸漬処理する方法、またはフルオロチタン酸イオンおよびフッ素塩を含む水溶液中でFe-Ni合金層の形成された鋼板を陰極電解処理または浸漬処理する方法等が好適である。フルオロチタン酸イオンを与える化合物としては、フッ化チタン酸、フッ化チタン酸アンモニウム、フッ化チタン酸カリウムなどを用いることができる。フッ素塩としては、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化銀、フッ化錫などを用いることができる。特に、フッ化チタン酸カリウムを含む水溶液中で、あるいはフッ化チタン酸カリウムおよびフッ化ナトリウムを含む水溶液中で、Fe-Ni合金層の形成された鋼板を陰極電解処理する方法は、効率良く均質な皮膜を形成することが可能であり好適である。陰極電解処理における電流密度および電解時間、ならびに浸漬処理における浸漬時間は、必要なTi量に応じて適宜決定すればよい。 As a method of forming a film containing Ti and O, a method of cathodic electrolytic treatment or immersion treatment of a steel sheet on which an Fe-Ni alloy layer is formed in an aqueous solution containing fluorotitanate ions, or fluorotitanate ions and fluorine salts are used. A method of cathodic electrolytic treatment or immersion treatment of a steel sheet on which an Fe—Ni alloy layer has been formed in an aqueous solution containing it is suitable. As the compound that gives fluorotitanate ions, fluorinated titanate, ammonium fluoride titanate, potassium fluoride titanate, and the like can be used. As the fluorine salt, sodium fluoride, potassium fluoride, silver fluoride, tin fluoride, or the like can be used. In particular, the method of cathodic electrolysis of a steel sheet with an Fe-Ni alloy layer in an aqueous solution containing potassium fluorinated titanate or an aqueous solution containing potassium fluorinated titanate and sodium fluoride is efficient and homogeneous. It is possible and preferable to form a thin film. What is necessary is just to determine suitably the current density and electrolysis time in cathodic electrolysis processing, and the immersion time in immersion treatment according to required Ti amount.
2)樹脂被覆鋼板(ラミネート鋼板)
本発明の表面処理鋼板上に、有機樹脂を被覆して樹脂被覆鋼板とすることができる。上述したように、本発明の表面処理鋼板は樹脂密着性に優れているため、この樹脂被覆鋼板は優れた耐食性と加工性を有する。
2) Resin coated steel sheet (laminated steel sheet)
The surface-treated steel sheet of the present invention can be coated with an organic resin to form a resin-coated steel sheet. As described above, since the surface-treated steel sheet of the present invention is excellent in resin adhesion, this resin-coated steel sheet has excellent corrosion resistance and workability.
本発明の表面処理鋼板に被覆する有機樹脂としては、特に限定はなく、各種熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を挙げることができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリルエステル共重合体、アイオノンマー等のオレフィン系樹脂フィルム、またはポリブチレンテレフタラート等のポリエステルフィルム、もしくはナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン11、ナイロン12等のポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム等の熱可塑性樹脂フィルムの未延伸または二軸延伸したものであってもよい。積層の際に接着剤を用いる場合は、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、酸変性オレフィン樹脂系接着剤、コポリアミド系接着剤、コポリエステル系接着剤(厚さ:0.1〜5.0μm)等が好ましく用いられる。さらに熱硬化性塗料を、厚み0.05〜2μmの範囲で表面処理鋼板側、あるいはフィルム側に塗布し、これを接着剤としてもよい。 The organic resin coated on the surface-treated steel sheet of the present invention is not particularly limited, and various thermoplastic resins and thermosetting resins can be exemplified. For example, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylic ester copolymer, olefin resin film such as ionomer, or polyester film such as polybutylene terephthalate, or nylon 6 It may be a non-stretched or biaxially stretched thermoplastic resin film such as a polyamide film such as nylon 6,6, nylon 11, or nylon 12, a polyvinyl chloride film, or a polyvinylidene chloride film. When using an adhesive during lamination, urethane adhesive, epoxy adhesive, acid-modified olefin resin adhesive, copolyamide adhesive, copolyester adhesive (thickness: 0.1 to 5.0 μm), etc. Is preferably used. Furthermore, a thermosetting paint may be applied to the surface-treated steel plate side or film side in a thickness range of 0.05 to 2 μm, and this may be used as an adhesive.
さらに、フェノールエポキシ、アミノ-エポキシ等の変性エポキシ塗料、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体けん化物、塩化ビニル-酢酸ビニル-無水マレイン酸共重合体、エポキシ変性-、エポキシアミノ変性-、エポキシフェノール変性-ビニル塗料または変性ビニル塗料、アクリル塗料、スチレン-ブタジェン系共重合体等の合成ゴム系塗料等の熱可塑性または熱硬化性塗料の単独または2種以上の組合わせであってもよい。 Furthermore, modified epoxy paint such as phenol epoxy, amino-epoxy, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, saponified vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer, epoxy-modified- , Epoxyamino-modified, Epoxyphenol-modified Vinyl paint or Modified vinyl paint, Acrylic paint, Synthetic rubber paint such as styrene-butadiene copolymer, etc. It may be a combination.
本発明において、有機樹脂被覆層の厚みは3〜50μm、特に5〜40μmの範囲にあることが望ましい。厚みが上記範囲を下回ると耐食性が不十分となり、厚みが上記範囲を上回ると加工性の点で問題を生じやすい。 In the present invention, the thickness of the organic resin coating layer is desirably 3 to 50 μm, particularly 5 to 40 μm. When the thickness is below the above range, the corrosion resistance becomes insufficient, and when the thickness is above the above range, problems are likely to occur in terms of workability.
本発明において、表面処理鋼板への有機樹脂被覆層の形成は任意の手段で行うことができ、例えば、押出コート法、キャストフィルム熱接着法、二軸延伸フィルム熱接着法等により行うことができる。押出コート法の場合、表面処理鋼板の上に有機樹脂を溶融状態で押出コートして、熱接着させることにより製造することができる。すなわち、有機樹脂を押出機で溶融混練した後、T-ダイから薄膜状に押し出し、押し出された溶融樹脂膜を表面処理鋼板と共に一対のラミネートロール間に通して冷却下に押圧一体化させ、次いで急冷する。多層の有機樹脂被覆層を押出コートする場合には、各層用の押出機を複数使用し、各押出機からの樹脂流を多重多層ダイ内で合流させ、以後は単層樹脂の場合と同様に押出コートを行えばよい。また、一対のラミネートロール間に垂直に表面処理鋼板を通し、その両側に溶融樹脂ウエッブを供給することにより、前記表面処理鋼板両面に有機樹脂被覆層を形成させることができる。 In the present invention, the organic resin coating layer can be formed on the surface-treated steel sheet by any means, for example, by an extrusion coating method, a cast film thermal bonding method, a biaxially stretched film thermal bonding method, or the like. . In the case of the extrusion coating method, it can be produced by extrusion coating an organic resin in a molten state on a surface-treated steel plate and thermally bonding it. That is, after melt-kneading the organic resin with an extruder, it is extruded from a T-die into a thin film, and the extruded molten resin film is passed through a pair of laminating rolls together with a surface-treated steel plate, and is pressed and integrated under cooling, Cool quickly. When extrusion coating a multi-layered organic resin coating layer, use multiple extruders for each layer, merge the resin flow from each extruder in a multi-layer die, and thereafter, as in the case of a single layer resin Extrusion coating may be performed. Moreover, an organic resin coating layer can be formed on both surfaces of the surface-treated steel sheet by passing the surface-treated steel sheet vertically between a pair of laminate rolls and supplying a molten resin web to both sides thereof.
3)缶および缶蓋
本発明の缶は、前述した樹脂被覆鋼板から形成されている限り、任意の製缶法によるものでよい。この缶は、側面継ぎ目を有するスリーピース缶であることもできるが、一般にシームレス缶(ツーピース缶)であることが好ましい。このシームレス缶は、絞り・再絞り加工、絞り・再絞りによる曲げ伸ばし加工(ストレッチ加工)、絞り・再絞りによる曲げ伸ばし・しごき加工、あるいは絞り・しごき加工等の従来公知の手段に付すことによって製造される。
3) Can and can lid As long as the can of the present invention is formed from the above-mentioned resin-coated steel sheet, any can manufacturing method may be used. The can can be a three-piece can having a side seam, but is generally preferably a seamless can (two-piece can). This seamless can is subjected to conventionally known means such as drawing / redrawing, bending / stretching by drawing / redrawing (stretching), bending / stretching / drawing by drawing / redrawing, or drawing / ironing. Manufactured.
また、本発明の缶蓋は、上述した樹脂被覆鋼板から形成されている限り、従来公知の任意の製蓋法によるものでよい。一般には、ステイ・オン・タブタイプのイージーオープン缶蓋やフルオープンタイプのイージーオープン缶蓋に適用することができる。 Moreover, the can lid of this invention may be based on the conventionally well-known arbitrary lid-making method, as long as it is formed from the resin-coated steel plate mentioned above. In general, the present invention can be applied to a stay-on-tab type easy open can lid and a full open type easy open can lid.
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したに過ぎず、請求の範囲内において種々の変更を加えることができる。 The above description is merely an example of an embodiment of the present invention, and various modifications can be made within the scope of the claims.
鋼板として、
A:板厚0.20mm、調質度T-4の低炭素冷延鋼板
B:板厚0.20mm、調質度T-2の極低炭素冷延鋼板
を使用し、アルカリ脱脂、酸洗を施した後、ワット浴(組成:硫酸ニッケル240g/L、塩化ニッケル45g/L、ホウ酸30g/L)中にて表1に示す陰極電解条件1で陰極電解を行い、水洗して鋼板上にNiめっきを施した。その後、鋼板を水素3vol%、窒素97vol%の雰囲気中で700℃、30secの熱処理に供してNiと鋼板のFeを相互に拡散させ、鋼板上にFe-Ni合金層を形成した。続いて、フッ化チタン酸カリウム12g/L水溶液中にて表1に示す陰極電解条件2で陰極電解または浸漬処理を行い、TiおよびOを含む皮膜を鋼板の両面に形成し、表面処理鋼板No.1〜6を作製した。陰極電解処理の際は、陽極には白金被覆したTiを用いた。
As a steel plate
A: Low carbon cold-rolled steel sheet with a thickness of 0.20mm and tempering grade T-4
B: Using an ultra-low carbon cold-rolled steel sheet with a thickness of 0.20mm and a tempering grade T-2, after alkaline degreasing and pickling, Watts bath (composition: nickel sulfate 240g / L, nickel chloride 45g / L Cathodic electrolysis was carried out in
比較のため、表2に示す条件で鋼板に電解処理と1secの浸漬処理(No.7を除く)を行い、表面処理鋼板No.7〜10を作製した。ここで、表面処理鋼板No.7では、陰極電解処理によりWを含有する皮膜が、表面処理鋼板No.8では、陽極電解処理後、リン酸マグネシウム水溶液に浸漬処理を行ってMg含有皮膜が形成されている。表面処理鋼板No.9では、陰極電解処理によりSn皮膜が形成された後、浸漬処理によりTi含有フェノール樹脂皮膜が形成されている。表面処理鋼板No.10では、陰極電解処理によりZr皮膜が形成された後、浸漬処理によりシランカップリング剤処理層が形成されている。 For comparison, electrolytic treatment and 1-second immersion treatment (except for No. 7) were performed on the steel plate under the conditions shown in Table 2, and surface-treated steel plates No. 7 to 10 were produced. Here, in the surface-treated steel plate No. 7, the coating containing W by the cathodic electrolysis treatment was applied to the surface-treated steel plate No. 7. In No. 8, after the anodic electrolytic treatment, a magnesium-containing film is formed by immersing in an aqueous magnesium phosphate solution. In the surface-treated steel sheet No. 9, after the Sn film was formed by the cathodic electrolysis treatment, the Ti-containing phenol resin film was formed by the immersion treatment. In the surface-treated steel sheet No. 10, after the Zr film is formed by the cathodic electrolysis treatment, the silane coupling agent treatment layer is formed by the immersion treatment.
表面処理鋼板No.1〜6の合金層のNi量、皮膜のTi量、No.7の皮膜のW量、No.8の皮膜のMg量、No.9の皮膜のSn、Ti量、No.10の皮膜のZr、Si量の測定は、蛍光X線分析法により、それぞれ予め付着量を湿式分析して求めた検量板と比較して行った。また、Oは、XPSによる表面分析でその存在を確認した。合金層のNi量、皮膜のTi量、W量、Mg量、Sn量、Zr量、Si量を表1、2に示す。 Surface treatment steel plate No. 1-6 alloy layer Ni amount, coating Ti amount, No. 7 coating W amount, No. 8 coating Mg amount, No. 9 coating Sn, Ti amount, No The Zr and Si amounts of the film of .10 were measured by fluorescent X-ray analysis in comparison with a calibration plate obtained by wet analysis of the adhesion amount in advance. O was also confirmed by XPS surface analysis. Tables 1 and 2 show the Ni amount of the alloy layer, the Ti amount, W amount, Mg amount, Sn amount, Zr amount, and Si amount of the coating.
これらの表面処理鋼板No.1〜10の両面に、厚さ25μm、共重合比12mol%のイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタラートフィルム(有機樹脂)をラミネートして、ラミネート鋼板(樹脂被覆鋼板)No.1〜10を作製した。ラミネートは、210℃に加熱した鋼板とフィルムを一対のゴムロールで挟んでフィルムを鋼板に融着させ、ゴムロール通過後1sec以内に水冷して行った。このとき、鋼板の送り速度は40m/min、ゴムロールのニップ長は17mmであった。ここで、ニップ長とは、ゴムロールと鋼板が接する部分の搬送方向の長さのことである。そして、作製したラミネート鋼板No.1〜10について、下記の樹脂密着性の評価を行った。
樹脂密着性評価:温度130℃、相対湿度100%のレトルト雰囲気における180°ピール試験により樹脂密着性の評価を行った。180°ピール試験とは、図1の(a)に示すようなフィルム2を残して鋼板1の一部3を切り取った試験片(サイズ:30mm×100mm)を用い、図1の(b)に示すように、試験片の一端に重り4(100g)を付けてフィルム2側に180°折り返して30min間放置して行うフィルム剥離試験のことである。そして、図1の(c)に示す剥離長5を測定し、次のように樹脂密着性を評価し、◎または○であれば樹脂密着性が良好であるとした。
◎:剥離長が15mm未満
○:剥離長が15mm以上 20mm未満
△:剥離長が20mm以上50mm未満
×:剥離長が50mm以上
結果を表3に示す。本発明例であるラミネート鋼板No.1〜6では、いずれも良好な樹脂密着性を示している。これに対し、比較例であるラミネート鋼板No.7〜10は、樹脂密着性に劣っている。
Laminated steel sheets (resin-coated steel sheets) No. are laminated on both surfaces of these surface-treated steel sheets No. 1 to 10 by laminating an isophthalic acid copolymerized polyethylene terephthalate film (organic resin) with a thickness of 25 μm and a copolymerization ratio of 12 mol%. 1 to 10 were produced. Lamination was performed by sandwiching a steel plate and a film heated to 210 ° C. between a pair of rubber rolls, fusing the film to the steel plate, and cooling with water within 1 sec after passing through the rubber roll. At this time, the feeding speed of the steel plate was 40 m / min, and the nip length of the rubber roll was 17 mm. Here, the nip length is the length in the transport direction of the portion where the rubber roll and the steel plate are in contact. And about the produced laminated steel plates No. 1-10, the following resin adhesiveness evaluation was performed.
Resin adhesion evaluation: Resin adhesion was evaluated by a 180 ° peel test in a retort atmosphere at a temperature of 130 ° C. and a relative humidity of 100%. The 180 ° peel test is a test piece (size: 30 mm x 100 mm) obtained by cutting a
A: Peel length is less than 15 mm B: Peel length is 15 mm or more and less than 20 mm Δ: Peel length is 20 mm or more and less than 50 mm X: Peel length is 50 mm or more The results are shown in Table 3. In the laminated steel plates No. 1 to 6 which are examples of the present invention, all show good resin adhesion. On the other hand, the laminated steel plates No. 7 to 10, which are comparative examples, are inferior in resin adhesion.
実施例1で作製したラミネート鋼板No.1〜10の樹脂被覆面に、カッターナイフを用いて鋼板素地まで達するカットを交差して施し、表4に示す試験液組成、条件で浸漬試験を行った。そして、カット部の耐食性を次のように評価し、○であれば耐食性が良好であるとした。
○:腐食無し
△:わずかに腐食がある
×:腐食が大きい
結果を表5に示す。本発明であるラミネート鋼板No.1〜6は耐食性良好である。これに対し、比較例であるラミネート鋼板No.7〜10はいずれも耐食性に劣っている。
The resin-coated surfaces of the laminated steel plates No. 1 to 10 produced in Example 1 were subjected to a cut that reached the steel plate substrate using a cutter knife, and the immersion test was performed with the test liquid compositions and conditions shown in Table 4. . And the corrosion resistance of a cut part was evaluated as follows, and if it was (circle), it was considered that corrosion resistance was favorable.
○: No corrosion Δ: Slightly corrosion ×: Large corrosion Table 5 shows the results. Laminated steel sheet No. 1 to 6 have good corrosion resistance. On the other hand, the laminated steel plate No. 7-10 are all inferior in corrosion resistance.
実施例1で作製したラミネート鋼板No.1〜10を用いて、表6に示す条件で製缶加工を行い、缶胴の開口端をネックイン、フランジ加工してシームレス缶No.1〜10を作製した。また、同じラミネート鋼板を用いて、209径のSOT蓋を作製し、スコア加工部内外面をエポキシフェノール系塗料で補修した。作製したシームレス缶No.1〜10および蓋について、製缶後のフィルムの剥離や穴あきなどの異常の有無を目視で調査した。また、缶に50℃でコーヒー飲料を充填した後、蓋を2重巻締めし、125℃で25min間のレトルト処理を行い、37℃で6ヶ月放置後開缶して、缶内面側の腐食やフィルム異常を目視で調査した。 Using the laminated steel plates No. 1 to 10 produced in Example 1, the cans were processed under the conditions shown in Table 6, and the opening end of the can body was necked in and flanged to produce seamless cans No. 1 to 10 Produced. Also, using the same laminated steel plate, a 209-diameter SOT lid was prepared, and the inner and outer surfaces of the score processed part were repaired with an epoxy phenol-based paint. The produced seamless cans Nos. 1 to 10 and the lids were visually inspected for abnormalities such as film peeling and perforation after canning. In addition, after filling the can with coffee drink at 50 ° C, double-wrap the lid, perform retort treatment at 125 ° C for 25 min, leave it at 37 ° C for 6 months, and then open the can to corrode the inner surface of the can And film abnormalities were visually inspected.
結果を表7に示す。本発明であるラミネート鋼板を用いたシームレス缶No.1〜6には、製缶後および内容物充填後に缶および蓋を調べたが、いずれにおいてもフィルム異常は確認できなかった。 The results are shown in Table 7. For seamless cans Nos. 1 to 6 using the laminated steel sheet according to the present invention, the cans and the lids were examined after making the cans and filling the contents, but no film abnormality was confirmed in any of them.
一方、本発明でないラミネート鋼板を用いたシームレス缶No.7〜10では、製缶後にフィルム異常や、内容物充填後にフィルム異常(剥離)と腐食が確認された。 On the other hand, in seamless cans Nos. 7 to 10 using a laminated steel sheet not according to the present invention, it was confirmed that there was a film abnormality after making the can, and a film abnormality (peeling) and corrosion after filling the contents.
1 鋼板
2 フィルム
3 鋼板の切り取った部位
4 重り
5 剥離長
1 Steel plate
2 film
3 Parts cut from steel plate
4 weights
5 Peel length
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