JP4483372B2 - Resin coated tin alloy plated steel sheet - Google Patents
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Description
この発明は、食缶、飲料缶、一般缶などに使用される缶用表面処理鋼板に関するものであって、熱可塑性樹脂を被覆した樹脂被覆錫合金めっき鋼板に関するものである。 The present invention relates to a surface-treated steel sheet for cans used in food cans, beverage cans, general cans, and the like, and relates to a resin-coated tin alloy-plated steel sheet coated with a thermoplastic resin.
従来、食缶、飲料缶、一般缶などを製缶するには、錫めっき鋼板や薄クロムめっき鋼板に塗装を施した表面処理鋼板が用いられていた。塗装は複数回行われることが多く、塗料の焼き付け工程が煩雑であるばかりでなく、塗装に使用する塗料のほとんどが大気への放出によって公害問題を引き起こしかねない有機溶剤であるため、廃棄溶剤を処理する設備が必要となって、設備コスト負担が大きくなるという問題がある。また、有機溶剤の塗料を使用しないようにするため、水性の塗料も開発されているが、塗膜性能が劣るため、実用化レベルにまでは達していないのが現状である。 Conventionally, in order to produce food cans, beverage cans, general cans, etc., surface-treated steel sheets obtained by coating tin-plated steel sheets or thin chrome-plated steel sheets have been used. Painting is often performed multiple times, and not only is the baking process of the paint complicated, but most of the paint used for painting is an organic solvent that can cause pollution problems when released into the atmosphere. There is a problem that the equipment cost is increased because the equipment to be processed is required. In order to avoid the use of organic solvent paints, water-based paints have also been developed. However, since the coating film performance is inferior, the level of practical use has not yet been reached.
これらの問題点を解決するため、熱可塑性の樹脂フィルムをラミネートする試みが多数なされており、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン樹脂のフィルムやポリエチレンテレフタレート樹脂などのポリエステル樹脂のフィルムをラミネートする検討が行われた。 In order to solve these problems, many attempts have been made to laminate a thermoplastic resin film, and studies have been made to laminate a film of polyolefin resin such as polyethylene resin or polypropylene resin or a film of polyester resin such as polyethylene terephthalate resin. It was conducted.
さらに、特許文献1および2には、溶融樹脂を金属板に直接接触させて被覆する、いわゆる押し出しラミネート技術が開示されている。かかる技術は、フィルムラミネート技術に比ベて低コストでラミネートが可能である。
しかし、フィルムラミネート技術や押し出しラミネート技術を適用したラミネート鋼板でも、フィルムを膨潤させる溶剤やアルコールを含有する内容物の場合、フィルムのバリヤ性を保持することが困難であるため、長時間の保管時、加工部や溶接部において発錆が観察され、実用上問題であった。また、このようなケースでは、フィルムの下層に熱硬化性樹脂からなるプライマーをフィルム下層に塗布し耐食性を向上させる方法もあるが、コストが大きく上がり、問題であった。 However, even for laminated steel sheets to which film laminating technology or extrusion laminating technology is applied, in the case of contents containing a solvent or alcohol that swells the film, it is difficult to maintain the barrier properties of the film. Rust was observed in the processed and welded parts, which was a practical problem. In such a case, there is a method of improving the corrosion resistance by applying a primer made of a thermosetting resin to the lower layer of the film, but this has been a problem because the cost is greatly increased.
一方、缶用表面処理鋼板としては、従来からぶりきと称される錫めっき鋼板と薄クロムめっき鋼板がある。 On the other hand, as the surface-treated steel sheet for cans, there are a tin-plated steel sheet and a thin chrome-plated steel sheet, which are conventionally called tinplate.
錫めっき鋼板では、通常、ぶりき原板に錫めっきを施した後に、重クロム酸、クロム酸などの6価のクロム化合物を使った水溶液中に浸漬もしくはこの溶液中で電解することによってクロム酸化物あるいは金属クロムとクロム酸化物からなるクロメート皮膜を形成するのが一般的である。 For tin-plated steel sheets, the tin oxide is usually plated with tin, then immersed in an aqueous solution containing a hexavalent chromium compound such as dichromic acid or chromic acid, or electrolyzed in this solution. Or it is common to form the chromate film which consists of metal chromium and chromium oxide.
また、薄クロムめっき鋼板は、同様の原板をクロム酸の水溶液中での電解処理によって金属クロムとクロム酸化物からなる層を形成させる。これら缶用表面処理鋼板の最表層にはクロム酸化物があり、このクロム酸化物は、ポリエチレンフィルムとの密着性を向上させる作用を有することが知られている。 Moreover, a thin chromium plating steel plate forms the layer which consists of metal chromium and a chromium oxide by the electrolytic treatment in the aqueous solution of chromic acid for the same original plate. There is chromium oxide in the outermost layer of these surface-treated steel sheets for cans, and this chromium oxide is known to have an effect of improving adhesion to a polyethylene film.
しかし、重クロム酸、クロム酸などの6価のクロム化合物を使った水溶液で浸漬処理または電解処理を行う場合、作業環境上の安全性確保及び廃水処理に多大な費用を要するだけでなく、万が一、事故等でクロメート処理液などが漏洩した場合には、環境に大きな被害を及ぼす危険性が大きい。昨今の環境問題から、クロムを規制する動きが各分野で進行しており、缶用表面処理鋼板においてもクロムを使わずに、ラミネート樹脂との密着性を向上させる化成処理の必要性が増大している。 However, when immersion treatment or electrolytic treatment is performed with an aqueous solution using a hexavalent chromium compound such as dichromic acid or chromic acid, not only is it necessary to ensure safety in the working environment and wastewater treatment, but also in the unlikely event. If the chromate treatment liquid leaks due to an accident, etc., there is a great risk of serious damage to the environment. Due to recent environmental problems, movements to regulate chromium are progressing in various fields, and the need for chemical conversion treatment to improve adhesion to laminate resin without using chromium in surface-treated steel sheets for cans has increased. ing.
缶用表面処理鋼板のクロメート処理に代わる化成処理に関する技術としては、例えば、特許文献3に、リン酸系溶液中で錫めっき鋼板を陰極として直流電解することにより、錫めっき鋼板上にCrを含有しない化成皮膜を形成した錫めっき鋼板の表面処理法が開示されており、また、特許文献4には、化成皮膜中にPもしくはPとAlを含有させて、Crを含有しない化成皮膜を錫めっき層表面に施したシームレス缶用電気めっきぶりきが開示されている。 As a technology relating to chemical conversion treatment instead of chromate treatment of the surface-treated steel sheet for cans, for example, Patent Document 3 contains Cr on a tin-plated steel sheet by direct current electrolysis using a tin-plated steel sheet as a cathode in a phosphoric acid solution. The surface treatment method of the tin plating steel plate which formed the chemical conversion film which does not carry out is disclosed, and patent document 4 makes P or P and Al contain in a chemical conversion film, and tin-plates the chemical conversion film which does not contain Cr An electroplating tin for seamless cans applied to the surface of the layer is disclosed.
しかしながら、ラミネートにおいて、上掲公報に記載された化成皮膜はいずれも、従来の重クロム酸やクロム酸溶液によって形成したクロメート皮膜に比べると密着性が十分に得られているとはいえない。
この発明の目的は、耐食性に優れた錫系めっき鋼板として、錫合金めっき層の上層に形成される化成皮膜中に、環境上の問題から望ましくないとされるCrを含有させることなく、被覆樹脂との密着性に優れ、かつ、熱可塑性樹脂を膨潤させる溶剤やアルコールを含有する内容物に対してさえも、耐食性に優れた樹脂被覆層を有する樹脂被覆錫合金めっき鋼板を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a coating resin without containing Cr, which is undesirable from an environmental problem, in the chemical conversion film formed on the upper layer of the tin alloy plating layer as a tin-based plated steel sheet having excellent corrosion resistance. It is to provide a resin-coated tin alloy-plated steel sheet having a resin coating layer excellent in corrosion resistance, even for a content containing a solvent or alcohol that swells a thermoplastic resin and has excellent adhesion to the resin. .
以下にこの発明をさらに詳細に説明する。
錫合金層の上層に、上記従来技術を用いてCrを含有しない化成皮膜を形成した場合には、ラミネート樹脂との密着性を満足させることは困難であった。
The present invention is described in further detail below.
When a chemical conversion film not containing Cr is formed on the tin alloy layer using the above-described conventional technique, it is difficult to satisfy the adhesiveness to the laminate resin.
このため、発明者らは、表面処理鋼板における上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、錫合金層の上層にPとSiを含有する化成皮膜を形成させた場合には、ラミネート樹脂との十分な密着性を満足させることができることを見出した。より具体的には、錫合金層の上層に、好ましくはPとシランカップリング剤を含有する化成処理液により、適正量のPとSiを含有する化成皮膜を形成すれば、このシランカップリング剤に存在する反応基が配向して樹脂密着性の向上に大きく寄与することがわかった。 For this reason, the inventors have conducted extensive research to solve the above-described problems in the surface-treated steel sheet. As a result, when a chemical conversion film containing P and Si is formed on the upper layer of the tin alloy layer, the laminate resin and It has been found that sufficient adhesion can be satisfied. More specifically, if a chemical conversion film containing an appropriate amount of P and Si is formed on the upper layer of the tin alloy layer, preferably by a chemical conversion treatment solution containing P and a silane coupling agent, the silane coupling agent. It was found that the reactive groups present in the film orientate and greatly contribute to the improvement of the resin adhesion.
この発明の表面処理鋼板は、鋼板表面上に、FeおよびNiのうちから選んだ1種または2種を含有する錫合金層を有し、その上層に0.5〜100mg/m2のPと0.1〜250mg/m2のSiを含有する化成皮膜を有し、前記化成皮膜の表面に、接着樹脂層を下層とし、25℃での水に対する表面接触角が87度以上である撥水性樹脂層を上層とする複合樹脂層を有し、前記撥水性樹脂層が、(1)フッ素を含有する樹脂と熱可塑性樹脂とのブレンド樹脂、(2)珪素を含有する樹脂と熱可塑性樹脂とのブレンド樹脂、または、(3)フッ素原子もしくはアルキル基を有するシランカップリング剤を熱可塑性樹脂に混合したブレンド樹脂からなり、前記(1)に示すブレンド樹脂では、ブレンド樹脂中のフッ素含有樹脂の含有量を0.5〜15質量%とし、前記(2)に示すブレンド樹脂では、ブレンド樹脂中の珪素含有樹脂の含有量を0.5〜15質量%とし、そして、前記(3)に示すブレンド樹脂では、ブレンド樹脂中の前記シランカップリング剤の含有量を0.5〜5.0質量%とすることにある。尚、化成皮膜中のSi/P比(質量比)は0.05〜100の範囲にすることが好ましい。 The surface-treated steel sheet of the present invention has a tin alloy layer containing one or two selected from Fe and Ni on the steel sheet surface, and 0.5 to 100 mg / m 2 P and 0.1 to 0.1 to the upper layer. It has a chemical conversion film containing 250 mg / m 2 of Si, and the surface of the chemical conversion film has an adhesive resin layer as a lower layer, and a water repellent resin layer having a surface contact angle with water at 25 ° C. of 87 degrees or more as an upper layer. have a composite resin layer to the water-repellent resin layer (1) fluorine blend resin of the resin and the thermoplastic resin containing, (2) a resin containing silicon and thermoplastic resin blends of resins, Or (3) a blend resin obtained by mixing a silane coupling agent having a fluorine atom or an alkyl group with a thermoplastic resin. In the blend resin shown in (1), the content of the fluorine-containing resin in the blend resin is 0. 5 to 15% by mass, and (2 In the blend resin shown in FIG. 4, the content of the silicon-containing resin in the blend resin is 0.5 to 15% by mass, and in the blend resin shown in (3), the content of the silane coupling agent in the blend resin Is 0.5 to 5.0 mass% . In addition, it is preferable to make Si / P ratio (mass ratio) in a chemical conversion film into the range of 0.05-100.
また、前記化成皮膜は、Pとシランカップリング剤を含有する化成処理液により形成することが好ましく、前記シランカップリング剤がエポキシ基を有することがより好適である。 Moreover, it is preferable to form the said chemical conversion film with the chemical conversion liquid containing P and a silane coupling agent, and it is more suitable that the said silane coupling agent has an epoxy group.
さらに、前記錫合金層中のSnの付着量が0.1〜3.0g/m2であることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the adhesion amount of Sn in the tin alloy layer is 0.1 to 3.0 g / m 2 .
この発明によれば、錫合金層の上層に形成される化成皮膜中に、その皮膜特性を向上させる作用を有するものの環境上の問題から望ましくないとされるCrを含有させることなく、被覆樹脂との密着性に優れ、かつ、熱可塑性樹脂を膨潤させる溶剤やアルコールを含有する内容物に対してさえも、耐食性に優れた樹脂被覆層を有する樹脂被覆錫合金めっき鋼板の提供を可能にした。 According to the present invention, the chemical conversion film formed on the upper layer of the tin alloy layer has a function of improving the film characteristics, but does not contain Cr, which is undesirable due to environmental problems. It is possible to provide a resin-coated tin alloy-plated steel sheet having a resin coating layer excellent in corrosion resistance, even for contents containing a solvent or alcohol that swells thermoplastic resins and has excellent adhesion.
以下にこの発明の実施形態を詳細に説明する。
この発明の樹脂被覆錫合金めっき鋼板に用いる錫合金めっき鋼板は、通常のぶりき原板に錫合金層を形成したものであり、この発明における「錫合金層」とは、FeおよびNiのうちから選んだ1種または2種を含有する錫合金層を意味する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below.
The tin alloy-plated steel sheet used for the resin-coated tin alloy-plated steel sheet of the present invention is obtained by forming a tin alloy layer on a normal tin plate, and the “tin alloy layer” in the present invention is from among Fe and Ni It means a tin alloy layer containing one or two selected types.
通常のぶりきは、ぶりき原板にSnめっきした後、そのままか、あるいはSnを加熱溶融するための一般的な加熱処理(リフロー処理)を施すが(この場合、ぶりき原板とSnめっき層との間にFe−Sn合金層が形成されることになる)、表面の大部分は金属Snであるため、使用されるまでの保管期間が長いと、金属Snの表面でSn酸化物が成長する。このSn酸化物は脆いため、ラミネート後にこのSn酸化物を起点としてフィルム剥離が生じやすくフィルム密着性を著しく悪化させる。 Ordinary tinplate is Sn plating on tin plate, or it is left as it is or is subjected to general heat treatment (reflow treatment) for heating and melting Sn (in this case, tin plate and Sn plating layer) Since most of the surface is metal Sn, the Sn oxide grows on the surface of the metal Sn when the storage period until use is long. . Since this Sn oxide is fragile, film peeling is likely to occur after lamination, starting from this Sn oxide, and the film adhesion is remarkably deteriorated.
この欠点を解決するため、従来はクロメート処理を施すことによって対処していたが、クロメート処理を施したとしても、金属Snの表面で生じがちなSn酸化物の成長を完全には抑制することができない。 In order to solve this drawback, conventionally, it has been dealt with by chromate treatment, but even if chromate treatment is carried out, it can completely suppress the growth of Sn oxide that tends to occur on the surface of metal Sn. Can not.
そこで、この発明では、鋼板(ぶりき原板)表面上に、Sn酸化物が成長しやすい金属Sn層の代わり錫合金層を有し、該錫合金層の上層に化成皮膜を形成することとし、これによって、優れた密着性を得ることができる。 Therefore, in this invention, the steel plate (tinplate original plate) surface, having a place tin alloy layer of Sn oxide is grown metal easily Sn layer, and forming a conversion coating on the upper layer of the tin alloy layer Thereby, excellent adhesion can be obtained.
錫合金層を形成する手段としては、錫めっき後の加熱処理でSnを地鉄と完全に合金化させてFe−Sn合金層とする方法がよく用いられる。また、錫めっき前に、鋼板表面にNi系の前処理を施しておけば、より緻密なFe−Sn−Ni合金層を形成することができる。 As a means for forming the tin alloy layer, a method of forming a Fe—Sn alloy layer by completely alloying Sn with base metal by heat treatment after tin plating is often used. Further, if a Ni-based pretreatment is applied to the steel sheet surface before tin plating, a denser Fe—Sn—Ni alloy layer can be formed.
Ni系前処理としては、Niを微量めっきするNiフラッシュめっき処理や、Niめっき後に熱処理するNi拡散処理がよく用いられている。Niフラッシュめっき処理では、その上層に施したSnめっきと常温でも合金化が進み、NiとSnの比が1:3のときに合金化するので、Ni量とSn量の比を1:3にしておけば、熱処理なしでNi−Sn合金層が得られる。また、Ni拡散処理では、錫合金層の下層にNi拡散層であるFe−Ni合金層が存在する。 As Ni-based pretreatment, Ni flash plating treatment for plating a small amount of Ni and Ni diffusion treatment for heat treatment after Ni plating are often used. In the Ni flash plating process, alloying proceeds even at room temperature with Sn plating applied to the upper layer, and alloying occurs when the ratio of Ni and Sn is 1: 3, so the ratio of Ni amount to Sn amount is set to 1: 3. In this case, a Ni—Sn alloy layer can be obtained without heat treatment. In the Ni diffusion treatment, an Fe—Ni alloy layer that is a Ni diffusion layer exists below the tin alloy layer.
さらに、錫合金層の他の形成方法として、めっき後の拡散合金化反応によらず、Feイオンおよび/またはNiイオンを含有させたSnめっき液を用いてSn合金めっきを施すことによって錫合金層を形成してもよい。 Furthermore, as another method for forming a tin alloy layer, the tin alloy layer is formed by performing Sn alloy plating using a Sn plating solution containing Fe ions and / or Ni ions, regardless of the diffusion alloying reaction after plating. May be formed.
また、この発明では、錫合金層中のSnの付着量が0.1〜3.0g/m2の範囲であることが好ましい。錫合金層中のSn付着量が0.1g/m2未満だと十分な密着性が得られなくなるおそれがあるからであり、また、3.0g/m2超えだと、性能は十分であるがコスト高になるので好ましくなく、特に熱処理による合金化の場合には、合金化を高温かつ長時間で行う必要があり、生産性の点からも好ましくないからである。尚、Sn付着量は、電量法又は蛍光X線による表面分析により測定できる。 Moreover, in this invention, it is preferable that the adhesion amount of Sn in a tin alloy layer is the range of 0.1-3.0 g / m < 2 >. If the Sn adhesion amount in the tin alloy layer is less than 0.1 g / m 2 , sufficient adhesion may not be obtained. If it exceeds 3.0 g / m 2 , the performance is sufficient but the cost is low. This is because it is not preferable because it becomes high, and in the case of alloying by heat treatment, it is necessary to perform alloying at a high temperature for a long time, which is not preferable from the viewpoint of productivity. In addition, Sn adhesion amount can be measured by a coulometric method or surface analysis by fluorescent X-rays.
さらに、この発明における錫合金層は、FeおよびNiのうちから選んだ1種または2種を含有する錫合金層であればよく、特に限定はしないが、Sn−Fe合金層の場合には、FeSn2合金層またはFeSn合金層であることが好ましく、Sn−Ni合金層の場合には、Sn3Ni合金層またはSnNi合金層であることが好ましく、Sn−Fe−Ni合金層の場合には、(Fe・Ni)Sn2合金層または(Fe・Ni)Sn合金層であることが好ましい。 Furthermore, the tin alloy layer in the present invention is not particularly limited as long as it is a tin alloy layer containing one or two selected from Fe and Ni. In the case of a Sn—Fe alloy layer, FeSn 2 alloy layer or FeSn alloy layer is preferable. In the case of Sn—Ni alloy layer, Sn 3 Ni alloy layer or SnNi alloy layer is preferable, and in the case of Sn—Fe—Ni alloy layer. The (Fe · Ni) Sn 2 alloy layer or the (Fe · Ni) Sn alloy layer is preferable.
そして、この発明の構成上の主な特徴は、前記錫合金層の上層に、0.5〜100mg/m2のPと0.1〜250mg/m2のSiを含有する化成皮膜を有し、前記化成皮膜の表面に、接着樹脂層を下層とし、25℃での水に対する表面接触角が87度以上である撥水性樹脂層を上層とする複合樹脂層を有し、前記撥水性樹脂層が、(1)フッ素を含有する樹脂と熱可塑性樹脂とのブレンド樹脂、(2)珪素を含有する樹脂と熱可塑性樹脂とのブレンド樹脂、または、(3)フッ素原子もしくはアルキル基を有するシランカップリング剤を熱可塑性樹脂に混合したブレンド樹脂からなり、前記(1)に示すブレンド樹脂では、ブレンド樹脂中のフッ素含有樹脂の含有量を0.5〜15質量%とし、前記(2)に示すブレンド樹脂では、ブレンド樹脂中の珪素含有樹脂の含有量を0.5〜15質量%とし、そして、前記(3)に示すブレンド樹脂では、ブレンド樹脂中の前記シランカップリング剤の含有量を0.5〜5.0質量%とすることにある。 Then, the main features of the structure of the present invention, the upper layer of the tin alloy layer has a conversion coating containing 0.5 to 100 mg / m 2 of P and 0.1 to 250 mg / m 2 of Si, the chemical conversion coating on the surface of the adhesive resin layer and a lower layer, and have a composite resin layer of the water repellent resin layer and upper layer surface contact angle is 87 degrees or more relative to water at 25 ° C., the water-repellent resin layer, (1 ) A blend resin of a fluorine-containing resin and a thermoplastic resin, (2) a blend resin of a silicon-containing resin and a thermoplastic resin, or (3) a silane coupling agent having a fluorine atom or an alkyl group. It consists of a blend resin mixed with a plastic resin. In the blend resin shown in (1), the content of the fluorine-containing resin in the blend resin is 0.5 to 15% by mass. In the blend resin shown in (2), Of silicon-containing resin in blend resin In the blend resin shown in (3) above, the content of the silane coupling agent in the blend resin is 0.5 to 5.0 mass%. is there.
(1)化成皮膜中のP含有量をその付着量にして0.5〜100mg/m2の範囲とすること
この発明において、化成皮膜中のP含有量は、その付着量にして0.5〜100mg/m2の範囲とすることが必要である。0.5mg/m2未満では、密着性が十分に得られず、また、100mg/m2超えでは化成皮膜に欠陥が生じやすくなり、密着性が劣化するからである。尚、P付着量は、蛍光X線による表面分析により測定できる。
(1) The P content in the chemical conversion film should be 0.5-100 mg / m 2 in terms of the amount of adhesion in this invention. In this invention, the P content in the chemical conversion film should be 0.5-100 mg / m in terms of the amount of adhesion. A range of 2 is necessary. If it is less than 0.5 mg / m 2 , sufficient adhesion cannot be obtained, and if it exceeds 100 mg / m 2 , defects are likely to occur in the chemical conversion film, and the adhesion deteriorates. Note that the P adhesion amount can be measured by surface analysis using fluorescent X-rays.
また、Pを含有させた化成皮膜の形成方法としては、例えば、リン酸系化成処理によって行なうことが好ましく、この場合、化成処理液中のPの供給源としては、リン酸イオン(PO4 3-)換算で1〜80g/lのリン酸、リン酸ナトリウム、リン酸アルミニウム、リン酸カリウム等の金属塩、及び/又は、1水素リン酸塩など使用することがより好適である。 Further, as a method for forming a chemical conversion film containing P, for example, it is preferable to carry out by phosphoric acid-based chemical conversion treatment. In this case, as a supply source of P in the chemical conversion treatment liquid, phosphate ions (PO 4 3 - ) It is more preferable to use 1 to 80 g / l of metal salt such as phosphoric acid, sodium phosphate, aluminum phosphate, potassium phosphate and / or monohydrogen phosphate in terms of conversion.
尚、化成処理液には、Sn、Fe、Niの金属塩、例えば、SnC12、FeC12、NiC12、SnSO4、FeSO4、NiSO4などの金属塩を適宜添加することができる。この場合には、促進剤として塩素酸ナトリウム、亜硝酸塩などの酸化剤、フッ素イオンなどのエッチング剤を適宜添加してもよい。 Note that the chemical conversion treatment liquid, Sn, Fe, Ni metal salts, for example, can be appropriately added metal salts, such as SnC1 2, FeC1 2, NiC1 2 , SnSO 4, FeSO 4, NiSO 4. In this case, an oxidizing agent such as sodium chlorate or nitrite, or an etching agent such as fluorine ion may be added as an accelerator.
上記錫合金層を形成した鋼板を、上記リン酸系化成処理液に浸漬または電解処理することによりPを含有させた化成皮膜を形成することができる。 A chemical conversion film containing P can be formed by immersing or electrolytically treating the steel sheet on which the tin alloy layer is formed in the phosphoric acid-based chemical conversion treatment solution.
(2)化成皮膜中のSi含有量をその付着量にして0.1〜250mg/m2の範囲とすること
この発明では、化成皮膜中に含有するSiの付着量は、密着性向上効果が顕著に現われる0.1〜250mg/m2の範囲とする。0.1mg/m2未満だと、密着性向上効果が十分に得られないからであり、また、250mg/m2超えでは、未反応のSi成分が残存し、特にシランカップリング剤を用いた場合はシランカップリング剤が自己縮合して、密着性向上効果が低減するからである。Siを化成皮膜に含有させるには、シランカップリング剤を含有する溶液で処理することが好ましい。尚、Si付着量は蛍光X線による表面分析により測定できる。
(2) The Si content in the chemical conversion film is adjusted to the range of 0.1 to 250 mg / m 2 in this invention. In this invention, the adhesion amount of Si contained in the chemical conversion film has a remarkable effect of improving adhesion. The range of 0.1 to 250 mg / m 2 that appears. If it is less than 0.1 mg / m 2 , the effect of improving adhesion cannot be obtained sufficiently. If it exceeds 250 mg / m 2 , unreacted Si components remain, especially when a silane coupling agent is used. This is because the silane coupling agent is self-condensed and the effect of improving adhesion is reduced. In order to contain Si in the chemical conversion film, it is preferable to treat with a solution containing a silane coupling agent. Note that the amount of Si adhesion can be measured by surface analysis using fluorescent X-rays.
PとSiを含有する化成皮膜の形成方法としては、前述のリン酸系化成処理液を用いてPを含有させた化成皮膜を形成させ、さらに好ましくはシランカップリング剤を水に希釈した溶液で処理することによって行うことができる。尚、シランカップリング剤を水に希釈した溶液で処理した場合に、表面の濡れ性が悪いためはじきが発生するときは、アルコールで希釈した溶液を使用することができる。例えば、エタノールを50mass%以上、シランカップリング剤を0.5〜20mass%、残りを水とした溶液にて均一に処理することができる。シランカップリング剤を含有する溶液を用いた処理は、溶液の塗布、乾燥あるいは浸漬処理によって行えばよい。 As a method for forming a chemical conversion film containing P and Si, a chemical conversion film containing P is formed using the above-described phosphoric acid-based chemical conversion treatment solution, and more preferably a solution obtained by diluting a silane coupling agent in water. It can be done by processing. In addition, when the silane coupling agent is treated with a solution diluted with water and the surface wettability is poor, if repelling occurs, a solution diluted with alcohol can be used. For example, it can be uniformly treated with a solution in which ethanol is 50 mass% or more, the silane coupling agent is 0.5 to 20 mass%, and the remainder is water. The treatment using the solution containing the silane coupling agent may be performed by application of the solution, drying or immersion treatment.
シランカップリング剤の一般化学式は、X−Si−OR2or3(OR:アルコキシ基)である。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を生成し、金属表面のOH基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にあたる反応基が配向し樹脂と相溶もしくは結合する。 The general chemical formula of the silane coupling agent is X—Si—OR 2or3 (OR: alkoxy group). In the silane coupling agent, an alkoxysilyl group (Si-OR) is hydrolyzed with water to form a silanol group, and is adhered to each other by a dehydration condensation reaction with an OH group on the metal surface. Further, in the upper layer of the steel plate, a reactive group corresponding to X in the general chemical formula is oriented and is compatible or bonded with the resin.
尚、シランカップリング剤としては、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロへキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、アミノ基の存在する、N−2−(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシランなどが使用できるが、特にシランカップリング剤の一般化学式におけるX−Si−OR2or3のXにエポキシ基が存在する2−(3,4−エポキシシクロへキシル)エチルトリメトキシシランや3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが好適である。 As the silane coupling agent, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, N-2- ( Aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercapto Propylmethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, N-2- (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane with amino group, N- 2- (Aminoethyl) 3-amino Propyl methyl dimethoxy silane, 3-aminopropyl, etc. triethoxysilane but can be used, in particular there are epoxy groups X of X-Si-OR 2or3 in the general formula of the silane coupling agent 2- (3,4-epoxy cyclo Hexyl) ethyltrimethoxysilane and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane are preferred.
化成皮膜は、Pとシランカップリング剤を含有する化成処理液により形成することが好ましい。 The chemical conversion film is preferably formed by a chemical conversion treatment solution containing P and a silane coupling agent.
Pを含有する化成皮膜の形成方法であるリン酸系化成処理溶液にシランカップリング剤を含有させることで、1液でPとSiを含有する化成皮膜を形成することもできる。この場合、pHを1.5〜5.5の範囲にすることが好ましい。即ち、化成処理液のpHを1.5〜5.5の範囲に調整すれば、シランカップリング剤を化成処理液中に均一に溶解することができ、優れた密着性が得られる。pHが上記範囲外であるとシランカップリング剤を化成処理液に均一に溶解させることが難しくなり、密着性向上効果が十分に得られなくなる傾向があるからである。 By adding a silane coupling agent to the phosphoric acid-based chemical conversion treatment solution, which is a method for forming a chemical conversion film containing P, it is possible to form a chemical conversion film containing P and Si in one liquid. In this case, the pH is preferably in the range of 1.5 to 5.5. That is, if the pH of the chemical conversion treatment liquid is adjusted to a range of 1.5 to 5.5, the silane coupling agent can be uniformly dissolved in the chemical conversion treatment liquid, and excellent adhesion can be obtained. This is because if the pH is outside the above range, it becomes difficult to uniformly dissolve the silane coupling agent in the chemical conversion solution, and the effect of improving the adhesion tends to be insufficient.
(3)前記化成皮膜の表面に、接着樹脂層を下層とし、25℃での水に対する表面接触角が87度以上である撥水性樹脂層を上層とする複合樹脂層を有すること
本発明では、前記化成皮膜の表面に、接着樹脂層を下層とし、25℃での水に対する表面接触角が87度以上である撥水性樹脂層を上層とする複合樹脂層を形成する。
(3) On the surface of the chemical conversion film, having a composite resin layer having an adhesive resin layer as a lower layer and a water repellent resin layer having a surface contact angle with water at 25 ° C. of 87 ° or more as an upper layer, On the surface of the chemical conversion film, a composite resin layer is formed with an adhesive resin layer as a lower layer and a water repellent resin layer having a surface contact angle with water at 25 ° C. of 87 ° or more as an upper layer.
熱可塑性の樹脂を被覆する従来のラミネート技術では、メチルエチルケトン、トルエン、キシレンなどの有機溶剤成分やアルコール類を含有する水溶性塗料、水溶性樹脂、界面活性剤などを容器缶として充填した場合、フィルムが膨潤し、内容物中の含有水分が金属表面に到達し、加工部や溶接部などを起点に発錆を起こすケースが多く、良好な耐食性を保持することは困難であった。 In the conventional laminating technology for coating thermoplastic resin, when a container can be filled with water-soluble paints, water-soluble resins, surfactants, etc. containing organic solvent components such as methyl ethyl ketone, toluene, xylene and alcohols In many cases, the water content in the contents reaches the metal surface and rusts starting from the processed part or welded part, and it is difficult to maintain good corrosion resistance.
このため、発明者らは、熱可塑性樹脂ラミネート鋼板における上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、フィルムの最上層に表面エネルギーの小さい撥水成分が存在している場合、内容物中の水分は、フィルムの撥水効果により樹脂層から除去され、その結果、溶剤やアルコールによってフィルム層が膨潤している場合でも、優れた耐食性を有することを発見した。さらに、最表面の水に対する接触角で整理すると、25℃雰囲気下、より具体的には、25℃、1気圧の大気雰囲気下で87度以上を有する場合、良好な耐食性を有することが判明した。前記水の表面接触角が87度未満である撥水性樹脂だと、内容物中に含有する水分に対する撥水効果が低く、内容物耐食性が向上しないからである。 For this reason, as a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems in the thermoplastic resin-laminated steel sheet, the inventors have found that when a water repellent component having a small surface energy is present in the uppermost layer of the film, It has been discovered that moisture is removed from the resin layer by the water repellent effect of the film, and as a result, has excellent corrosion resistance even when the film layer is swollen by a solvent or alcohol. Furthermore, when arranged by the contact angle with water on the outermost surface, it was found that it has good corrosion resistance when it has 87 degrees or more in an atmosphere of 25 ° C., more specifically, in an air atmosphere of 25 ° C. and 1 atm. . This is because the water-repellent resin having a water surface contact angle of less than 87 degrees has a low water-repellent effect on the moisture contained in the content and does not improve the corrosion resistance of the content.
撥水性樹脂層としては、フッ素を含有する樹脂と熱可塑性樹脂とのブレンド樹脂、珪素を含有する樹脂と熱可塑性樹脂とのブレンド樹脂、またはフッ素原子もしくはアルキル基を有するシランカップリング剤を熱可塑性樹脂に混合したブレンド樹脂からなる。 For the water-repellent resin layer, a blend resin of fluorine-containing resin and thermoplastic resin, a blend resin of silicon-containing resin and thermoplastic resin, or a silane coupling agent having a fluorine atom or an alkyl group is thermoplastic. It consists of blend resin mixed with resin .
撥水性樹脂層が、フッ素を含有する樹脂と熱可塑性樹脂とのブレンド樹脂からなる場合には、そのフッ素含有樹脂としては、例えば、三フッ化エチレン樹脂や四フッ化エチレン樹脂が挙げられ、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン共重合体、ポリエステルが挙げられる。フッ素含有樹脂として四フッ化エチレン樹脂を用いる場合には、分子量が20〜200万の比較的小さいものであることが、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂に対し優れた分散性が得られる点で好ましい。 When the water repellent resin layer is made of a blend resin of a fluorine-containing resin and a thermoplastic resin, examples of the fluorine-containing resin include ethylene trifluoride resin and tetrafluoroethylene resin. Examples of the plastic resin include polyethylene resin, polypropylene resin, ethylene-propylene copolymer, and polyester. When tetrafluoroethylene resin is used as the fluorine-containing resin, the molecular weight is relatively small, 200 to 2 million, and excellent dispersibility can be obtained for polyolefin resins such as polyethylene resin and polypropylene resin. Is preferable.
また、ブレンド樹脂中のフッ素含有樹脂の含有量は、0.5〜15質量%とする。フッ素含有樹脂の含有量が15質量%を超えると、撥水性樹脂層と下層の樹脂層(例えば接着樹脂層)とで層間剥離が生じやすくなるからであり、0.5質量%未満では、十分な耐食性が得られないからである。 Moreover, content of the fluorine-containing resin in blend resin shall be 0.5-15 mass% . When the content of the fluorine-containing resin exceeds 15 wt%, it is because delamination de repellent resin layer and the lower layer of the resin layer (e.g., adhesive resin layer) is that likely to occur, it is less than 0.5 mass%, sufficient corrosion resistance is because not be obtained.
撥水性樹脂層が、珪素含有樹脂と熱可塑性樹脂とのブレンド樹脂からなる場合には、その珪素含有樹脂としては、シロキサン変性したポリオレフィン、例えばジメチルポリシロキサン変性エチレン−ブテンコポリマーが好適である。 When the water-repellent resin layer is made of a blend resin of a silicon-containing resin and a thermoplastic resin, a siloxane-modified polyolefin, for example, a dimethylpolysiloxane-modified ethylene-butene copolymer is suitable as the silicon-containing resin.
また、珪素を含有する樹脂とともにブレンド樹脂を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、上記フッ素系のブレンド樹脂の場合と同様、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン共重合体、ポリエステル樹脂などを使用することが好適である。このとき、珪素含有樹脂の含有量は、0.5〜15質量%とする。珪素含有樹脂の含有量が15質量%を超えると、撥水性有機物層とその下層の樹脂層とで層間剥離が生じやすくなるからであり、0.5質量%未満では、十分な耐食性が得られないからである。 In addition, as the thermoplastic resin constituting the blend resin together with the resin containing silicon, for example, polyethylene resin, polypropylene resin, ethylene-propylene copolymer, polyester resin, etc. are used as in the case of the above-mentioned fluorine-based blend resin. It is preferable to do. At this time, the content of the silicon-containing resin is set to 0.5 to 15% by mass . When the content of the silicon-containing resin exceeds 15% by weight, because in the water-repellent organic layer and the underlying resin layer that delamination easily occurs, is less than 0.5 mass%, such a sufficient corrosion resistance can not be obtained it is from the stomach.
撥水性樹脂層が、フッ素原子を有するシランカップリング剤を熱可塑性樹脂に混合したブレンド樹脂からなる場合には、そのシランカップリング剤としては、疎水性を示す官能基を有するものが好ましく、特に、アルキルシラン基もしくはフッ素を含有する基を有するシランカップリング剤の1種もしくは2種を用いることが好適で、たとえば、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、CF3CH2CH2Si(OCH3)3、CF3(CF2)3CH2CH2Si(OCH3)3、CF3(CF2)6COO(CH2)3Si(OCH3)3などが挙げられ、熱可塑性樹脂としては、上記フッ素系のブレンド樹脂の場合と同様、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン共重合体、ポリエステル樹脂などが挙げられる。 When the water-repellent resin layer is made of a blend resin obtained by mixing a fluorine atom-containing silane coupling agent with a thermoplastic resin, the silane coupling agent preferably has a hydrophobic functional group. It is preferable to use one or two silane coupling agents having an alkylsilane group or a fluorine-containing group. For example, methyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, n-hexyltriethoxysilane, n- hexyltrimethoxysilane, n- octyltriethoxysilane, CF 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3, CF 3 (CF 2) 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3, CF 3 (CF 2) 6 COO (CH 2) 3 Si ( OCH 3) 3 and the like. the thermoplastic resin, as in the case of the fluorine-based blend resin, polyethylene tree , Polypropylene resins, ethylene - propylene copolymer, and a polyester resin.
撥水性樹脂中のシランカップリング剤の含有量は、0.5〜5.0質量%とする。0.5質量%未満では、十分な耐食性が得られないからであり、また、5.0質量%超えでは、撥水性樹脂層とその下層の樹脂層で層間剥離が生じやすくなるからである。 Content of the silane coupling agent in water-repellent resin shall be 0.5-5.0 mass% . Is less than 0.5% by weight, since no sufficient corrosion resistance can be obtained and, at more than 5.0 mass%, the delamination may turn likely to occur in the resin layer of the underlying water-repellent resin layer.
接着樹脂層に好適な樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系やポリエステル系が挙げられる。 Examples of the resin suitable for the adhesive resin layer include polyolefin and polyester.
ポリオレフィン系では、カルボキシル基含有ポリオレフィンが好適で、エチレン、プロピレンあるいはブテンなどのオレフィン系単量体と、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸などのα、β不飽和カルボン酸を共重合もしくはグラフト重合したものが好適である。特に、α、β不飽和カルボン酸の含有量は、オレフィン成分100重量部に対して0.01〜35重量部とすることが好ましい。35重量部超えでは、効果が飽和してコスト的に不利になるからであり、0.01重量部未満では、鋼板との十分な密着性が得られないおそれがあるからである。 Among polyolefin-based polyolefins, carboxyl group-containing polyolefins are preferred, and olefinic monomers such as ethylene, propylene, and butene, and α, β-insoluble such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, maleic acid, maleic anhydride, etc. Those obtained by copolymerization or graft polymerization of saturated carboxylic acids are preferred. In particular, the content of the α, β unsaturated carboxylic acid is preferably 0.01 to 35 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the olefin component. This is because if it exceeds 35 parts by weight, the effect becomes saturated and disadvantageous in terms of cost, and if it is less than 0.01 part by weight, sufficient adhesion to the steel sheet may not be obtained.
また、ポリエステル系では、例えば、イソフタル酸変性をしたポリエチレンテレフタレートが好適である。 In the case of polyester, for example, polyethylene terephthalate modified with isophthalic acid is suitable.
さらに、接着樹脂層と撥水性樹脂層の膜厚は、特に限定しないが、撥水性樹脂層として5〜100μm、接着樹脂層として2〜40μmが好適である。接着樹脂層が2μm未満では、鋼板に対する樹脂密着性が不足する傾向があり、また、40μmを超えると、性能上の問題はないが、コストの点で不利である。撥水性樹脂層が5μm未満では、内容物耐食性が劣化するおそれがあり、また、100μmを超えると、性能上の問題はないが、コストの点で不利である。 Further, the thicknesses of the adhesive resin layer and the water-repellent resin layer are not particularly limited, but 5 to 100 μm as the water-repellent resin layer and 2 to 40 μm as the adhesive resin layer are suitable. If the adhesive resin layer is less than 2 μm, the resin adhesion to the steel sheet tends to be insufficient, and if it exceeds 40 μm, there is no problem in performance, but it is disadvantageous in terms of cost. If the water-repellent resin layer is less than 5 μm, the corrosion resistance of the contents may be deteriorated. If it exceeds 100 μm, there is no problem in performance, but it is disadvantageous in terms of cost.
次にこの発明に従う具体的な製造方法の一例を説明する。
化成処理錫合金めっき鋼板は、通常のぶりき原板あるいはNiフラッシュめっき処理を施した原板若しくはNi拡散処理を施した原板に、Snめっきを施した後、錫の融点(231.9℃)以上の温度で加熱溶融(リフロー)処理を行ってSnを地鉄と合金化し、引き続き、浸漬処理によって化成処理を行うことによって、化成皮膜を形成した錫合金めっき鋼板を製造する。尚、リフロー処理後に、化成処理の反応性を向上させるため、15g/lの炭酸ナトリウム水溶液中で1C/dm2の陰極処理を行ってもよい。
Next, an example of a specific manufacturing method according to the present invention will be described.
The chemical conversion treated tin alloy plated steel sheet is obtained by applying Sn plating to a normal tin plate, Ni flash plating or Ni diffusion treatment, and at a temperature equal to or higher than the melting point of tin (231.9 ° C). A tin alloy-plated steel sheet having a chemical conversion film formed thereon is manufactured by performing a heat melting (reflow) process to alloy Sn with the base iron and subsequently performing a chemical conversion process by a dipping process. In addition, after the reflow treatment, in order to improve the reactivity of the chemical conversion treatment, a cathode treatment of 1 C / dm 2 may be performed in a 15 g / l sodium carbonate aqueous solution.
化成処理液としては、リン酸イオン換算で1〜80g/lのリン酸、錫イオン換算で0.001〜10g/lの塩化第一錫、及び0.1〜1.0g/lの塩素酸ナトリウムを含有し、さらにシランカップリング剤を0.5〜20.0mass%添加した水溶液を用いる。 As the chemical conversion treatment liquid, it contains 1 to 80 g / l phosphoric acid in terms of phosphate ion, 0.001 to 10 g / l stannous chloride in terms of tin ion, and 0.1 to 1.0 g / l sodium chlorate, Further, an aqueous solution to which 0.5 to 20.0 mass% of a silane coupling agent is added is used.
化成処理の条件は、温度を40〜60℃、処理(浸漬)時間を1〜5秒とすることが好ましい。化成処理後の錫合金めっき鋼板は、35〜150℃の温風で乾燥する。 The conditions for the chemical conversion treatment are preferably a temperature of 40 to 60 ° C. and a treatment (immersion) time of 1 to 5 seconds. The tin alloy plated steel sheet after the chemical conversion treatment is dried with hot air of 35 to 150 ° C.
また、化成皮膜を形成する別の方法としては、シランカップリング剤を含まない上記化成処理液で処理した後、Siを含有する層を形成するためのシランカップリング処理液、例えば、エタノールを50mass%以上、シランカップリング剤を0.5〜20mass%、残りを水とした溶液を均一に塗布し、鋼板表面温度が50〜150℃に到達するように乾燥する方法がある。 In addition, as another method of forming a chemical conversion film, after treatment with the above chemical conversion treatment liquid not containing a silane coupling agent, a silane coupling treatment liquid for forming a layer containing Si, for example, 50 mass of ethanol. There is a method of uniformly applying a solution containing 0.5% to 20% by mass of a silane coupling agent and the remaining water, and drying so that the steel sheet surface temperature reaches 50 to 150 ° C.
その後、撥水性樹脂と、接着樹脂の少なくとも2種類の樹脂を、別々に加熱溶融させた後、これら接着樹脂および撥水性樹脂樹脂を、化成処理錫合金めっき鋼板上に、接着樹脂層が下層、撥水性樹脂層が上層となるように流下させ、少なくとも接着樹脂層と上層樹脂層で構成される複合樹脂層を熱融着することによって、樹脂被覆錫合金めっき鋼板を得ることができる。なお、化成処理した錫合金めっき鋼板に、溶融状態の接着樹脂を接触させるとき、接着樹脂の温度が極力低下しないようにするため、化成処理した錫合金めっき鋼板金属板の温度は、前記接着樹脂との接触時には、前記接着樹脂の温度と同等程度、好適には接着樹脂の融点〜接着樹脂の融点+200℃程度になるように加熱装置で予熱することが好ましい。 Thereafter, at least two types of water-repellent resin and adhesive resin are separately heated and melted, and then the adhesive resin and the water-repellent resin resin are formed on the chemical conversion treated tin alloy plated steel sheet, and the adhesive resin layer is the lower layer. The resin-coated tin alloy-plated steel sheet can be obtained by allowing the water-repellent resin layer to flow down and thermally fusing at least a composite resin layer composed of an adhesive resin layer and an upper resin layer. In order to prevent the temperature of the adhesive resin from decreasing as much as possible when the molten adhesive resin is brought into contact with the chemically treated tin alloy-plated steel sheet, the temperature of the chemical-treated tin alloy-plated steel sheet metal plate is Is preferably preheated with a heating device so as to be about the same as the temperature of the adhesive resin, preferably about the melting point of the adhesive resin to the melting point of the adhesive resin + 200 ° C.
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すぎず、請求の範囲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 the embodiment of the present invention, and various modifications can be made within the scope of the claims.
たとえば、上記撥水性樹脂層と接着樹脂層の間に、用途に応じてさらに1層以上の樹脂層を設けてもよい。
また、上記では化成皮膜を形成した錫合金めっき鋼板上に、溶融樹脂を鋼板に直接接触させて被覆する、いわゆる押し出しラミネート技術で樹脂被覆錫合金めっき鋼板とする場合について示したが、あらかじめ複合樹脂層をフィルムとして作製した後ラミネートする、いわゆるフィルムラミネート技術により被覆する方法としてもよい。ここで、押し出しラミネート法の方が、樹脂層の薄膜化やコストの面などで有利であり好ましい。
For example, one or more resin layers may be further provided between the water-repellent resin layer and the adhesive resin layer depending on the application.
In the above description, the case where the resin-coated tin alloy-plated steel sheet is formed by the so-called extrusion laminating technique in which the molten resin is directly contacted and coated on the tin alloy-plated steel sheet on which the chemical conversion film is formed is shown. It is good also as the method of coat | covering with what is called a film lamination technique which laminates after producing a layer as a film. Here, the extrusion laminating method is advantageous and preferable in terms of thinning the resin layer and cost.
次に、この発明の実施例について以下で詳細に説明する。
・実施例1〜11
板厚0.3mmの低炭素鋼または極低炭素鋼からなるぶりき原板に、表1に示す錫合金めっき層を形成させた後、表2に示す4種類の化成処理条件(A〜D)のいずれかを適用して化成皮膜を形成させた。その後、化成皮膜を形成した錫合金めっき鋼板を加熱した後、表3に記載の9種類の樹脂のいずれかを押し出し法によりラミネートし、樹脂被覆錫合金めっき鋼板を製造した。得られた樹脂被覆錫合金めっき鋼板について、錫合金層の合金種およびSn付着量、化成皮膜中のPとSi付着量、被覆樹脂層の種類および25℃での水に対する表面接触角(度)を表1に示す。なお、水に対する表面接触角の測定は、以下のようにして行なった。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail below.
Examples 1 to 11
After forming a tin alloy plating layer shown in Table 1 on a tin plate made of low carbon steel or ultra-low carbon steel having a thickness of 0.3 mm, the four types of chemical conversion treatment conditions (AD) shown in Table 2 are used. Either one was applied to form a chemical conversion film. Then, after heating the tin alloy plated steel plate in which the chemical conversion film was formed, any of nine types of resins shown in Table 3 was laminated by an extrusion method to produce a resin-coated tin alloy plated steel plate. About the obtained resin-coated tin alloy-plated steel sheet, the alloy type and Sn adhesion amount of the tin alloy layer, the P and Si adhesion amount in the conversion coating, the type of the coating resin layer, and the surface contact angle with water at 25 ° C (degrees) Is shown in Table 1. In addition, the measurement of the surface contact angle with respect to water was performed as follows.
〔水の接触角の測定〕
接触角計(CA−SミクロII型、協和界面科学製)を用いて接触角計周囲の温度を25℃に設定した上で測定した。鋼板表面のたわみが無いように、サンプルを固定した後、付属の滴下機で純水を1滴落とし、表面に水滴を付着させた。次いで、鋼板表面と平行な方向から倍率300倍にて写真を撮り、その写真から分度器にて接触角を測定した。
[Measurement of water contact angle]
It measured, after setting the temperature around a contact angle meter to 25 degreeC using the contact angle meter (CA-S micro type II, Kyowa Interface Science make). After fixing the sample so that there was no deflection on the surface of the steel plate, one drop of pure water was dropped with the attached dripping machine, and the water drop was attached to the surface. Subsequently, a photograph was taken at a magnification of 300 times from a direction parallel to the steel sheet surface, and the contact angle was measured from the photograph with a protractor.
・比較例1〜6
比較のため、化成皮膜中のPおよびSi付着量のいずれか一方がこの発明の適正範囲外であるか、あるいは、被覆樹脂層の構成がこの発明の適正範囲外である樹脂被覆錫合金めっき鋼板についても製造した。
・ Comparative Examples 1-6
For comparison, a resin-coated tin alloy-plated steel sheet in which either one of the P and Si adhesion amounts in the chemical conversion film is outside the proper range of the present invention, or the configuration of the coating resin layer is outside the proper range of the present invention Was also manufactured.
(性能評価)
実施例及び比較例の各樹脂被覆錫合金めっき鋼板について、樹脂密着性と内容物耐食性を評価するための試験を行った。
(Performance evaluation)
Each resin-coated tin alloy-plated steel sheet of Examples and Comparative Examples was tested for evaluating resin adhesion and content corrosion resistance.
1.樹脂密着性試験
得られた各樹脂被覆錫合金めっき鋼板を、エリクセン試験機を用いて樹脂被覆面が3mmだけ凸側になるように張出し成形を行い、その後、沸騰水中に5時間浸漬した後、凸部の剥離状況によって樹脂密着性を下記に示す基準によって3段階で評価した。その評価結果を表1に示す。
1. Resin adhesion test Each of the obtained resin-coated tin alloy-plated steel sheets was stretched using a Erichsen tester so that the resin-coated surface was 3 mm convex, and then immersed in boiling water for 5 hours. The resin adhesion was evaluated in three stages according to the criteria shown below according to the peeling state of the convex portions. The evaluation results are shown in Table 1.
<密着性評価基準>
評点3:フィルムが剥離しない場合
評点2:フィルムが僅かに浮き上がる状態の剥離が生じた場合
評点1:フィルムが完全に浮き上がった状態の剥離が生じた場合
<Adhesion evaluation criteria>
Rating 3: When the film does not peel Rating 2: When peeling occurs when the film is slightly lifted Rating 1: When peeling occurs when the film is completely lifted
2.内容物耐食性試験
得られた各樹脂被覆錫合金めっき鋼板を、デュボン衝撃機にて凸部加工し、メチルエチルケトン30重量部、トルエン20重量部、ウレタン変性ポリエステル樹脂50重量部の溶剤含有樹脂溶液が凸加工部に接触するように充填した状態で、50℃の恒温室に90日間放置し、発錆の有無を観察した。デュボン衝撃の条件は、3/8”(インチ)ポンチを金属板の裏から押しあて、300gの錘を30cmの高さから評価面(表面)に落下させることによって凸部加工を行った。内容物耐食性は、凸加工部に発錆が発生しない場合を「○」とし、凸部に発錆が発生した場合を「×」として評価した。その評価結果を表1に示す。
2. Corrosion resistance test of the contents Each resin-coated tin alloy-plated steel sheet was processed with a Dubon impact machine to produce convex parts, and a solvent-containing resin solution of 30 parts by weight of methyl ethyl ketone, 20 parts by weight of toluene and 50 parts by weight of urethane-modified polyester resin was convex. In a state of being filled so as to come into contact with the processed part, the sample was left in a thermostatic chamber at 50 ° C. for 90 days and observed for rusting. The condition of the Dubon impact was that the convex part was processed by pressing a 3/8 ”(inch) punch from the back of the metal plate and dropping a 300g weight onto the evaluation surface (surface) from a height of 30cm. Corrosion resistance was evaluated as “◯” when no rusting occurred on the convex part and “X” when rusting occurred on the convex part. The evaluation results are shown in Table 1.
表1に示す評価結果から、実施例はいずれも、内容物耐食性および樹脂密着性に優れている。
一方、化成皮膜中のPおよびSi付着量のいずれか一方がこの発明の適正範囲外である比較例1〜4は、いずれも樹脂密着性が悪く、また、被覆樹脂層の構成がこの発明の適正範囲外である比較例5および6は、いずれも内容物耐食性が劣っている。
From the evaluation results shown in Table 1, all of the examples are excellent in content corrosion resistance and resin adhesion.
On the other hand, any one of Comparative Examples 1 to 4 in which either P or Si adhesion amount in the chemical conversion film is outside the proper range of the present invention has poor resin adhesion, and the configuration of the coating resin layer is that of the present invention. In Comparative Examples 5 and 6, which are outside the proper range, the content corrosion resistance is inferior.
この発明によれば、錫合金層の上層に形成される化成皮膜中に、その皮膜特性を向上させる作用を有するものの環境上の問題から望ましくないとされるCrを含有させることなく、被覆樹脂との密着性に優れ、かつ、熱可塑性樹脂を膨潤させる溶剤やアルコールを含有する内容物に対してさえも、耐食性に優れた樹脂被覆層を有する樹脂被覆錫合金めっき鋼板の提供を可能にした。 According to the present invention, the chemical conversion film formed on the upper layer of the tin alloy layer has a function of improving the film characteristics, but does not contain Cr, which is undesirable due to environmental problems. It is possible to provide a resin-coated tin alloy-plated steel sheet having a resin coating layer excellent in corrosion resistance, even for contents containing a solvent or alcohol that swells thermoplastic resins and has excellent adhesion.
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