JPS5927400B2 - Manufacturing method of electrolytically chromate treated steel sheet with excellent wet sliding adhesion - Google Patents
Manufacturing method of electrolytically chromate treated steel sheet with excellent wet sliding adhesionInfo
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- JPS5927400B2 JPS5927400B2 JP10215379A JP10215379A JPS5927400B2 JP S5927400 B2 JPS5927400 B2 JP S5927400B2 JP 10215379 A JP10215379 A JP 10215379A JP 10215379 A JP10215379 A JP 10215379A JP S5927400 B2 JPS5927400 B2 JP S5927400B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、鋼板の表面上に、金属クロムの下層と水和
クロム酸化物の上層とを有する電解クロメート処理鋼板
、特に缶用の材料として湿潤接着性のすぐれた電解クロ
メート処理鋼板の製造法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electrolytically chromated steel sheet having a lower layer of metallic chromium and an upper layer of hydrated chromium oxide on the surface of the steel sheet, particularly an electrolytically chromated steel sheet having excellent wet adhesion properties as a material for cans. This invention relates to a method for producing chromate-treated steel sheets.
さらに詳しくは、この発明は、電解クロメート゜処理鋼
板表面上に、均一で、しかも耐水性のすぐれた水和クロ
ム酸化物層を形成させる方法に関するものである。電解
クロメート処理鋼板は、クロムタイプティンフリースチ
ール(以下、TFSと略称する)と称され、ブリキにか
わる缶用材料としての特性が認められて、近年その使用
量が増大している。More specifically, the present invention relates to a method for forming a uniform and highly water-resistant hydrated chromium oxide layer on the surface of an electrolytically chromated steel sheet. Electrolytic chromate-treated steel sheet is called chromium type tin-free steel (hereinafter abbreviated as TFS), and its usage has been increasing in recent years as it has been recognized for its properties as a material for cans that can replace tinplate.
これまで、TFSは主に炭酸飲料およびビール缶等の缶
用材料として使用されており、製缶に当つては、缶胴を
ポリアミド系接着剤で接合することにより行なわれてい
る。このような缶への内容物の充填は、低温状態でなさ
れるいわゆる低温パックによつて行なわれているため、
上記の缶胴接合の際に用いられているポリアミド系接着
剤が、接合部から剥離するような問題は発生しなかつた
。ところが、最近、TFS缶の用途が拡大し、果汁およ
びコーヒー等の如く、内容物を高温殺菌して充填するい
わゆるホットパック用またはパック後高温で殺菌処理を
行うレトルト処理が必要な缶にも使用されるようになつ
てきた。そのため、従来のTFS缶を用いてホットパッ
クまたはレトルト処理を行うと、低温パックでは考えら
れなかつた缶胴の破れ等の欠陥の発生が問題となつてき
た。Until now, TFS has been mainly used as a material for cans such as carbonated beverage and beer cans, and can manufacturing is carried out by bonding the can body with a polyamide adhesive. Since the filling of contents into such cans is carried out using so-called low-temperature packs, which are carried out in a low-temperature state,
There was no problem of the polyamide adhesive used in joining the can bodies described above peeling off from the joints. However, recently, the use of TFS cans has expanded, and they are now being used for so-called hot packs, in which the contents are sterilized at high temperature before being filled, such as fruit juice and coffee, or for cans that require retort processing, in which sterilization is performed at high temperatures after packaging. It's starting to be done. Therefore, when conventional TFS cans are subjected to hot pack or retort processing, defects such as tearing of the can body, which were unthinkable with low temperature packs, have become a problem.
一般に、TFS缶の缶胴の接合は、ブリキ缶のようにハ
ンダによつては接合できないため、缶内外面を塗装後、
上記の如くポリアミド系樹脂接着剤を用い接着すること
により行なわれる。Generally, the can bodies of TFS cans cannot be joined with solder like tin cans, so after painting the inside and outside of the can,
This is done by adhering using a polyamide resin adhesive as described above.
このような方法によつて接合されたTFS缶は、一般に
TFS接着缶と称され、その接合部では、内外面塗膜同
志がポリアミド系樹脂層を介して接着されている。前記
ホットパック、レトルト処理の際に、TFS接着缶に生
ずる缶胴の破れは、前記接合部の樹脂層を通して浸透す
る熱水により、塗膜とTFSとの界面の接着が悪くなり
、その結果、塗膜がTFS界面から剥離するために発生
するものである。従来、電解クロメート鋼板は、下記の
2つの方法によつて製造されている。TFS cans joined by such a method are generally referred to as TFS adhesive cans, and at the joint, the inner and outer coatings are adhered to each other via a polyamide resin layer. The tear in the can body that occurs in the TFS bonded can during hot pack and retort processing is caused by hot water penetrating through the resin layer at the joint, which deteriorates the adhesion at the interface between the paint film and TFS. This occurs because the coating film peels off from the TFS interface. Conventionally, electrolytic chromate steel sheets have been manufactured by the following two methods.
(1)電解クロメート処理により、鋼板の表面上に下層
の金属クロム層と、上層の水和クロム酸化物層とを同時
に形成させる方法(以下、1液法という)。(1) A method in which a lower metallic chromium layer and an upper hydrated chromium oxide layer are simultaneously formed on the surface of a steel sheet by electrolytic chromate treatment (hereinafter referred to as the one-liquid method).
、および(2)クロムメツキ工程で鋼板の表面上に金属
クロム層を析出させた後、別のクロメート処理液中で陰
極電解処理することにより:前記金属クロム層上に水和
クロム酸化物層を形成させる方法(以下、2液法という
)。, and (2) by depositing a metallic chromium layer on the surface of the steel plate in a chromium plating process and then cathodic electrolysis treatment in another chromate treatment solution: forming a hydrated chromium oxide layer on the metallic chromium layer. (hereinafter referred to as the two-liquid method).
上記(1)および(2)のいずれの方法により製造した
電解クロメート鋼板即ちTFSを缶用の材料として用い
ても、上記ホツトパツクまたはレトルト処理の際の高温
処理時における缶胴の破れは避けることはできなかつた
。Even if the electrolytic chromate steel sheet (TFS) manufactured by either method (1) or (2) above is used as a material for cans, tearing of the can body during the high-temperature treatment during the hot pack or retort processing described above cannot be avoided. I couldn't do it.
そこで、本発明者等は、上記のような高温処理時に発生
する缶胴の破れの原因を解明すべく調査した結果、缶胴
の破れは、熱水によるTFSと塗膜との界面での接着力
(以下、湿潤接着強度と称する)の低下によつて発生し
、さらに前記湿潤接着強度の低下は下記2つの事実、即
ち、(a)金属クロム層への、水和クロム酸化物の付着
量が不均一であるため、前記金属クロム層が露出してい
ること、および(b)水和クロム酸化物の耐水性が悪い
こと、に起因していることが知見された。Therefore, the present inventors conducted an investigation to find out the cause of the can body breakage that occurs during high-temperature treatment as described above, and found that the breakage of the can body is due to adhesion at the interface between the TFS and the paint film caused by hot water. (hereinafter referred to as wet bond strength), and the decrease in wet bond strength is due to the following two facts: (a) the amount of hydrated chromium oxide deposited on the metal chromium layer; It was found that this is due to the fact that the metal chromium layer is exposed due to non-uniformity, and (b) the water resistance of the hydrated chromium oxide is poor.
そこで上述した知見に基いて、本発明者等は上記(a)
および(b)の原因を除去する対策について、さらに研
究を重ねた結果、以下に述べる方法を見出した。Based on the above-mentioned knowledge, the present inventors have determined the above (a).
As a result of further research into countermeasures to eliminate the causes of (b) and (b), the method described below was discovered.
まず、上記(a)の原因は、水和クロム酸化物の付着量
が少なくなると湿潤接着強度が低下すること、また、金
属クロム層の湿潤接着強度は極めて悪く、塗膜と金属ク
ロム層との間で剥離が生じること等から起ることが見出
され、金属クロム層上へ水和クロム酸化物を均一に付着
させて前記金属クロム層の露出を少なくすることが必要
な対策であることがわかつた。First of all, the cause of (a) above is that the wet adhesive strength decreases when the amount of hydrated chromium oxide attached decreases, and the wet adhesive strength of the metallic chromium layer is extremely poor, and the bond between the paint film and the metallic chromium layer is It has been found that this occurs due to peeling between the metal chromium layers, etc., and that a necessary countermeasure is to uniformly adhere hydrated chromium oxide onto the metal chromium layer to reduce the exposure of the metal chromium layer. I understand.
上記(1)で述べた従来の1液法では、金属クロム層と
水和クロム酸化物層とが同時に形成されるため、前記水
和クロム酸化物層は比較的均一になる。In the conventional one-component method described in (1) above, the metal chromium layer and the hydrated chromium oxide layer are formed simultaneously, so the hydrated chromium oxide layer is relatively uniform.
しかしながら、工業的製造ラインにおいては、鋼板が多
数の処理タンク内を通過しながら電解処理を受けるので
、電極配置上の制約から、鋼板の電解時に水和クロム酸
化物の析出と溶解および生成した水和クロム酸化物の無
通電溶解がクロメート液中で繰り返し行なわれる結果、
水和クロム酸化物の通電時の溶解と無通電時の溶解とが
不均一になることは避けることができない。従つて、水
和クロム酸化物の付着量が少い場合には、そのボア一部
からの金属クロムの露出が避けられず、湿潤接着性が劣
ることとなる。However, in industrial production lines, steel plates are subjected to electrolytic treatment while passing through numerous treatment tanks. Due to constraints on electrode placement, hydrated chromium oxide is precipitated and dissolved during electrolysis of steel plates, and water is generated. As a result of repeated non-current dissolution of Japanese chromium oxide in chromate solution,
It is unavoidable that the dissolution of hydrated chromium oxide when electricity is applied and the dissolution when electricity is not applied are non-uniform. Therefore, if the amount of hydrated chromium oxide deposited is small, exposure of metallic chromium from a portion of the bore is unavoidable, resulting in poor wet adhesion.
一方、水和クロム酸化物の付着量を増加させれば、金属
クロムの露出等の欠陥は除去されるが、表面外観が損な
われる等商品価値の低下という他の問題が招来される。
また、水和クロム酸化物層のボア一部をシールして上記
欠陥を除去する方法として、本発明者等は先に特願昭5
3−53792または特願昭54一12798において
提案したように、電解クロメート処理後、さらに樹脂を
含有させたクロメート処理液を用いて、浸漬化成処理を
行う方法もあるが、これらの浸漬法によれば、ロール絞
りによるロールきず、絞りむら等の表面欠陥が発生する
可能性もあり、また皮膜付着量の管理という問題もあり
、満足のいく方法ではない。On the other hand, if the amount of hydrated chromium oxide deposited is increased, defects such as exposure of metallic chromium can be removed, but other problems such as deterioration of surface appearance and reduction in commercial value are brought about.
In addition, as a method of sealing a part of the bore of the hydrated chromium oxide layer to eliminate the above-mentioned defects, the present inventors previously filed a patent application in 1973.
As proposed in No. 3-53792 or Japanese Patent Application No. 54-12798, there is a method of performing immersion chemical conversion treatment using a chromate treatment solution containing resin after electrolytic chromate treatment. For example, surface defects such as roll flaws and uneven drawing may occur due to roll drawing, and there is also the problem of controlling the amount of film deposited, so this is not a satisfactory method.
一方、上記(2)で述べた2液法の場合は、第1工程で
鋼板上にメツキされた金属クロム層上に、次いで第2工
程で水和クロム酸化物層を析出させるため、金属クロム
素地の表面状態の影響を受け、前記金属クロム層の活性
部分に水和クロム酸化物が集中的に析出し、一方、前記
金属クロム層の不活性部分には水和クロム酸化物が析出
しにくく、その結果、水和クロム酸化物層が不均一とな
り、金属クロム層の露出を回避することができず、ひい
ては、湿潤接着性を低下させることになる。On the other hand, in the case of the two-liquid method described in (2) above, a hydrated chromium oxide layer is deposited on the metal chromium layer plated on the steel plate in the first step, and then in the second step. Influenced by the surface condition of the substrate, hydrated chromium oxide precipitates intensively in the active part of the metal chromium layer, while hydrated chromium oxide hardly precipitates in the inactive part of the metal chromium layer. As a result, the hydrated chromium oxide layer becomes non-uniform, and exposure of the metallic chromium layer cannot be avoided, which in turn reduces the wet adhesion.
従つて、上記いずれの方法においても避けられない水和
クロム酸化物層の不均一をできるだけ均一にし、そして
、金属クロム層の露出を極力少なくすることが、湿潤接
着性を向上させるための第1の方法であるという結論に
達した。次に、上記(b)の原因について検討した結果
、TFSと塗膜との界面が熱水に触れたとき、その界面
での接着力の低下が水和クロム酸化物の構造の差異によ
つて異つてくることが判明した。Therefore, the first step to improving wet adhesion is to make the unevenness of the hydrated chromium oxide layer as uniform as possible, which is unavoidable in any of the above methods, and to minimize the exposure of the metallic chromium layer. I came to the conclusion that this is the method. Next, as a result of examining the cause of (b) above, we found that when the interface between TFS and the paint film comes into contact with hot water, the adhesive force at the interface decreases due to differences in the structure of hydrated chromium oxide. It turned out to be different.
水和クロム酸化物の構造と耐水性との関連性は未だ解明
されてはいないが、各種の電解条件によつて生成した水
和クロム酸化物の湿潤接着強度が前記水和クロム酸化物
の付着量を一定にしても変化するという観点から、水和
クロム酸化物の構造が重要であることを知見した。従つ
て、耐水性のある水和クロム酸化物を生成させることが
、湿潤接着性を向上させるための第2の方法であるとい
う結論に達した。Although the relationship between the structure of hydrated chromium oxide and water resistance has not yet been clarified, the wet adhesive strength of hydrated chromium oxide produced under various electrolytic conditions is We found that the structure of hydrated chromium oxide is important because it changes even if the amount is constant. Therefore, it was concluded that producing water-resistant hydrated chromium oxides is a second way to improve wet adhesion.
上述したように、本発明者等は、電解クロメート鋼板の
湿潤接着強度の低下の原因とその対策を鋭意研究した結
果、本発明に至つたものである。As mentioned above, the present inventors have conducted extensive research into the cause of the decrease in wet adhesive strength of electrolytic chromate steel sheets and the countermeasures thereof, and as a result, they have arrived at the present invention.
即ち、この発明は、クロムを含有する浴中で薄鋼板を陰
極電解して、前記薄鋼板の表面上に、金属クロムの下層
と、クロム量に換算して0.03〜0.20Tf!9/
Dm゛の水和クロム酸化物の上層とを同時に形成させた
後、次いで、前記金属クロムの下層と、クロム量に換算
して0,03〜0.20η/dイの前記水和クロム酸化
物の上層とが形成されている薄鋼板を、無水クロム酸C
rO35O〜250みqおよびフツ素濃度として1〜4
%(CrO3に対して)の、フツ素酸、ケイフツ化水素
酸、ホウフツ化水素酸およびそれらの水溶性塩類ならび
に氷晶石から選ばれた無機フツ素化合物の中の少くとも
1種を含有する電解クロメート処理液中で陰極電解処理
することに特徴を有する、湿潤接着性にすぐれた電解ク
ロメート処理鋼板の製造法を提供するものである。本明
細書中で、「クロムを含有する浴」とは、電解クロメー
ト処理またはクロムメツキに用いられる通常の電解浴を
意味する。さらに、この発明の特徴を以下に詳しく述べ
る。第1の処理工程において、薄鋼板の表面上に、下層
としての金属クロム層と、上層としての水和クロム酸化
物層との2層を同時に析出させることにより、前記水和
クロム酸化物の比較的均一な層を形成させる。この際、
前記水和クロム酸化物層の量をクロム量に換算して0.
03〜0.20Tf19/dイとすることが必要であり
、この量は第2の処理工程で、均一な水和クロム酸化物
層を形成させるための必要条件である。次いで、第2の
処理工程において、さらに陰極電解処理を行うことによ
り、均一な水和クロム酸化物層を形成させる。従つて、
上記のような2段階処理方法がこの発明の第1の特徴で
ある。That is, in this invention, a thin steel plate is electrolyzed cathodically in a bath containing chromium, and a lower layer of metallic chromium is formed on the surface of the thin steel plate with a chromium content of 0.03 to 0.20 Tf! 9/
After simultaneously forming an upper layer of hydrated chromium oxide of Dm, then a lower layer of metallic chromium and the hydrated chromium oxide of 0.03 to 0.20 η/d in terms of chromium amount. Chromic anhydride C
rO35O~250 miq and fluorine concentration 1~4
% (based on CrO3) of at least one inorganic fluorine compound selected from fluoric acid, hydrosilicic acid, hydroborofluoric acid and their water-soluble salts, and cryolite. The present invention provides a method for producing an electrolytic chromate-treated steel sheet with excellent wet adhesion, which is characterized by cathodic electrolytic treatment in an electrolytic chromate treatment solution. As used herein, the term "chromium-containing bath" refers to a conventional electrolytic bath used for electrolytic chromate treatment or chromium plating. Furthermore, the features of this invention will be described in detail below. In the first treatment step, two layers, a lower layer of metallic chromium and an upper layer of hydrated chromium oxide, are deposited simultaneously on the surface of the thin steel sheet. Form a uniform layer. On this occasion,
The amount of the hydrated chromium oxide layer is converted to the amount of chromium and is 0.
03 to 0.20 Tf19/d is necessary, and this amount is a necessary condition for forming a uniform hydrated chromium oxide layer in the second treatment step. Then, in a second treatment step, a uniform hydrated chromium oxide layer is formed by further performing cathodic electrolysis treatment. Therefore,
The two-step processing method as described above is the first feature of the present invention.
また、上記第2の処理工程における電解クロメート処理
液中には、前記処理液中のCrO3に対して1〜4重量
%のフツ素濃度を与えるようにフツ素化合物を含有させ
ることが必要である。Furthermore, it is necessary to include a fluorine compound in the electrolytic chromate treatment solution in the second treatment step so as to give a fluorine concentration of 1 to 4% by weight relative to CrO3 in the treatment solution. .
前記電解クロメート処理液中にフツ素イオンを含有させ
ることは前記第2の処理工程において、前記処理液中の
フツ素イオンが、上記第2処理工程で生成された上層の
水和クロム酸化物層中に配位して、前記層中に熱水が浸
透しても、フツ素イオンが水溶化せず、前記水和クロム
酸化物層中のクロムとの結合が維持され、前記水和クロ
ム酸化物は強固な皮膜となり、前記水和クロム酸化物が
少量でも、高い耐水性を有することを見出した結果であ
る。従つて、所定濃度のフツ素化合物を含有する電解ク
ロメート処理液を使用することがこの発明の第2の特徴
である。この発明においては、上記第1の処理工程にお
いて、鋼板の表面上に、金属クロム層と水和クロム酸化
物層との2層を同時に形成させ、その際の前記水和クロ
ム酸化物の量をクロム量に換算して0.03〜0.20
η/Dm2に限定することにより、始めて、次の第2の
処理工程においてフツ素化合物を含有する電解クロメー
ト処理液での処理を有効ならしめるものである。Containing fluorine ions in the electrolytic chromate treatment solution means that in the second treatment step, the fluorine ions in the treatment solution are absorbed into the upper hydrated chromium oxide layer generated in the second treatment step. Even if hot water penetrates into the layer, the fluorine ions are not water-solubilized and the bond with chromium in the hydrated chromium oxide layer is maintained, and the fluorine ions are This is the result of the discovery that the product forms a strong film and has high water resistance even with a small amount of the hydrated chromium oxide. Therefore, the second feature of the present invention is to use an electrolytic chromate treatment solution containing a fluorine compound at a predetermined concentration. In this invention, in the first treatment step, two layers, a metal chromium layer and a hydrated chromium oxide layer, are simultaneously formed on the surface of the steel sheet, and the amount of the hydrated chromium oxide is controlled at the same time. 0.03 to 0.20 in terms of chromium content
Only by limiting η/Dm2 can the treatment with the electrolytic chromate treatment solution containing a fluorine compound be effective in the next second treatment step.
このように、この発明の第1の処理工程において、水和
クロム酸化物の量を上記範囲内に特定することにより、
次工程の第2の電解クロメート処理工程において、電解
クロメート処理液中のフツ素イオンの効果による耐水性
の優れた水和クロム酸化物層を、前記第1の処理工程で
生成した水和クロム酸化物層と置換して生成せしめるこ
とができるのであり、単に、第1の処理工程で生成した
水和クロム酸化物層の上に、さらに第2の水和クロム酸
化物層が積層されるものではない。換言すれば、この発
明における第2の電解クロメート処理工程では、耐水性
のすぐれた水和クロム酸化物層が最終的に生成されるの
である。それ故、この発明は、従来の第2のクロメート
電解処理によつて、金属クロム層上に、単に、水和クロ
ム酸化物層を積層させる特公昭47−35172の方法
、あるいはクロムメツキで生じた表面の水和クロム酸化
物層の1部を溶解させて、その上に第2の水和クロム酸
化物層を析出させる特公昭52−35618の方法とは
明らかに区別されるものである。次に、この発明の構成
を以下に説明する。Thus, in the first treatment step of the present invention, by specifying the amount of hydrated chromium oxide within the above range,
In the second electrolytic chromate treatment step of the next step, the hydrated chromium oxide layer produced in the first treatment step is converted into a hydrated chromium oxide layer with excellent water resistance due to the effect of fluorine ions in the electrolytic chromate treatment solution. The second hydrated chromium oxide layer is not simply laminated on top of the hydrated chromium oxide layer generated in the first treatment step. do not have. In other words, in the second electrolytic chromate treatment step of the present invention, a hydrated chromium oxide layer with excellent water resistance is finally produced. Therefore, this invention uses the method of Japanese Patent Publication No. 47-35172, in which a hydrated chromium oxide layer is simply laminated on a metallic chromium layer by a conventional second chromate electrolytic treatment, or the surface produced by chromium plating. This method is clearly distinguished from the method of Japanese Patent Publication No. 35618/1983, in which a portion of the hydrated chromium oxide layer is dissolved and a second hydrated chromium oxide layer is deposited thereon. Next, the configuration of the present invention will be explained below.
この発明において、上記第1の処理工程で用いられる電
解クロメート用処理液(以下、単に第1液という)は、
従来の電解クロメート用電解液またはクロムメツキ用電
解液として用いられているものであれば適宜使用するこ
とができる。In this invention, the electrolytic chromate treatment liquid (hereinafter simply referred to as the first liquid) used in the first treatment step is:
Any conventional electrolytic solution for electrolytic chromating or electrolytic solution for chrome plating can be used as appropriate.
例えば、クロム酸と口タンソータとを含有する電解液、
クロム酸と口タンソータとフツ素化合物とを含有する電
解液、クロム酸と硫酸根SO42−を有する化合物とを
含有する電解液およびクロム酸と硫酸根を有する化合物
とフツ素化合物とを含有する電解液等、従米TFS用電
解液として用いられる電解液であればいずれの電解液を
使用しても差し支えない。この発明においては、上記の
如き第1液を用いて、薄鋼板に陰極電解処理を施し、前
記薄鋼板の表面上に、下層の金属クロム層と上層の水和
クロム酸化物層とを同時に析出させる。For example, an electrolytic solution containing chromic acid and a tan sorter,
An electrolytic solution containing chromic acid, a tan sorter, and a fluorine compound, an electrolytic solution containing chromic acid and a compound having a sulfate radical SO42-, and an electrolyte containing chromic acid, a compound having a sulfate radical, and a fluorine compound Any electrolytic solution may be used as long as it is used as an electrolytic solution for TFS. In this invention, a thin steel plate is cathodic electrolyzed using the first liquid as described above, and a lower metallic chromium layer and an upper hydrated chromium oxide layer are simultaneously deposited on the surface of the thin steel plate. let
この際、析出させる前記水和クロム酸化物の量は、0.
03〜0.20η/DTrIにすることが肝要である。
その理由は、前記水和クロム酸化物の量が0.03mg
/dイ未満では、次の第2の処理工程を施しても形成し
た皮膜は十分な湿潤接着強度を示さないためであり、一
方、前記水和クロム酸化物の量が0.20η/Dm゜を
超えると、湿潤接着強度の向上はほとんど望めず、かえ
つて、第2の処理工程における新たな耐水性にすぐれた
水和クロム酸化物の形成が十分に行なわれ難くなるため
である。次に、上述のようにして陰極電解処理を施した
薄鋼板を、引続いて、クロム酸50〜2509/lに、
フツ素濃度として1〜4重量%(CrO3に対して)の
無機フツ素化合物を含有させた電解クロメート処理液(
以下、単に第2液という)を用いて、陰極電解処理する
ことにより、最終の水和クロム酸化物層の量をクロム量
に換算して0.03〜0.20即/Dm”の範囲内に調
整する。At this time, the amount of the hydrated chromium oxide to be precipitated is 0.
It is important to set the value to 03 to 0.20 η/DTrI.
The reason is that the amount of hydrated chromium oxide is 0.03 mg.
This is because if the amount of the hydrated chromium oxide is less than 0.20η/Dm, the formed film will not exhibit sufficient wet adhesive strength even if the next second treatment step is performed. If it exceeds this, it is hardly possible to expect an improvement in the wet adhesive strength, and on the contrary, it becomes difficult to sufficiently form a new hydrated chromium oxide having excellent water resistance in the second treatment step. Next, the thin steel sheet subjected to the cathodic electrolytic treatment as described above was subsequently treated with 50 to 2509/l of chromic acid.
An electrolytic chromate treatment solution containing an inorganic fluorine compound with a fluorine concentration of 1 to 4% by weight (based on CrO3)
(hereinafter simply referred to as the second solution), by cathodic electrolytic treatment, the amount of the final hydrated chromium oxide layer is within the range of 0.03 to 0.20 chromium/Dm'' in terms of chromium amount. Adjust to.
上記第2液中のフツ素濃度を1〜4重量%に限定した理
由は、1重量%未満では所望の皮膜を生成させることが
できないため、満足のいく湿潤接着性を得ることができ
ず、一方、4重量%を超えると、生成された水和クロム
酸化物が溶解しやすく、かえつて皮膜の性能を低下させ
るためである。The reason for limiting the fluorine concentration in the second liquid to 1 to 4% by weight is that if it is less than 1% by weight, the desired film cannot be formed, and therefore satisfactory wet adhesion cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 4% by weight, the produced hydrated chromium oxide will be easily dissolved, which will actually reduce the performance of the film.
また、上記第2液中のクロム酸濃度を50〜2509/
lに限定したのは、509/l未満では浴抵抗が増大し
、操業上問題があり、一方、2509/lを超えると処
理後の水洗等表面洗浄が困難となるからである。上記第
2液に使用される上記無機フツ素化合物としては、HF
,NaF,LiF,ZnF2等のフツ素化物、NH4゛
2,KHF2,NaHF2等の酸性フツ化物,H2Si
F6,(NH4)2SiF6,NiSiF6,ZnSi
F6,Na2SiF6等のケイフツ化物,HBF4,N
aBF4,KBF4等のホウフツ化物あるいはA/1F
3・3NaF(氷晶石)等の無機フツ素化合物のいずれ
か1種または2種以上を用いることができる。In addition, the chromic acid concentration in the second liquid was set to 50 to 2509/
The reason why it is limited to 1 is because if it is less than 509/l, the bath resistance will increase and there will be operational problems, whereas if it exceeds 2509/l, surface cleaning such as water washing after treatment will become difficult. The inorganic fluorine compound used in the second liquid includes HF
, fluorides such as NaF, LiF, ZnF2, acidic fluorides such as NH4゛2, KHF2, NaHF2, H2Si
F6, (NH4)2SiF6, NiSiF6, ZnSi
Silicates such as F6, Na2SiF6, HBF4, N
Borifides such as aBF4, KBF4 or A/1F
Any one type or two or more types of inorganic fluorine compounds such as 3.3NaF (cryolite) can be used.
さらに、上記の第2の陰極電解処理によつて最終の水和
クロム酸化物層の量を、クロム量に換算して0.03〜
0.20η/D7TIの範囲内に調整するのは、0.0
3η/D7rI未満では、得られた電解クロロメート処
理鋼板の湿潤接着性が悪くなり、一方、0.20Tf!
9/dイを超えると、湿潤接着性がかえつて低下するば
かりでなく、外観も悪くなるためである。Furthermore, the amount of the final hydrated chromium oxide layer by the above second cathode electrolytic treatment is 0.03~
Adjusting within the range of 0.20η/D7TI is 0.0
If it is less than 3η/D7rI, the wet adhesion of the obtained electrolytic chloromate-treated steel sheet will be poor; on the other hand, if it is less than 0.20Tf!
This is because if it exceeds 9/di, not only the wet adhesion will deteriorate, but also the appearance will deteriorate.
従つて、陰極電流密度は、上記範囲の所定の水和クロム
酸化物が生成するように調整する必要がある。また、上
記第2の処理工程における処理液の温度は30〜80℃
にする必要がある。Therefore, the cathode current density needs to be adjusted so that a predetermined hydrated chromium oxide within the above range is produced. In addition, the temperature of the treatment liquid in the second treatment step is 30 to 80°C.
It is necessary to
これは、30℃未満では温度制御が困難であり、一方、
80℃を超えると性能の向上が得られないからである。
前述したように、この発明は、従来の電解クロメート処
理におけるように、単に水和クロム酸化物層の上にさら
に第2の水和クロム酸化物層が積層されるものではない
。即ち、第2の陰極電解クロメート処理によつて、単に
水和クロム酸化物が生成するのみではなく、金属クロム
層と水和クロム酸化物層とが同時に生成されるものであ
り、第1の処理によつて生成した水和クロム酸化物層が
、第2の処理によつて生成した金属クロム層と水和クロ
ム酸化物層に置換せられることにより、湿潤接着性のす
ぐれた皮膜の生成することに、最も重要な特徴を有する
ものである。次に、この発明における第2の陰極電解ク
ロメート処理による効果を、試験例によつて実証する。
試験例 1
第1の処理工程での電解クロメート処理液(すなわち第
1液)として、509/lまたは2509/lのCrO
3に、前記CrO3に対する重量%でそれぞれ1%、2
%、4%、6%および8%濃度のH2SO4を添加した
電解液、およびCrO3単独の電解液を用い、冷延鋼板
を陰極として、電流密度20A/Dm″、電解時間3秒
および液温45℃で処理を行い、0.5〜1.5η/D
7TIの金属クロムの下層と、クロム量に換算して0.
20η/dイの水和クロム酸化物の上層とからなる皮膜
を生成させた。This is because temperature control is difficult below 30°C;
This is because if the temperature exceeds 80°C, no improvement in performance can be obtained.
As mentioned above, the present invention does not involve simply laminating a second hydrated chromium oxide layer on top of the hydrated chromium oxide layer, as in conventional electrolytic chromate treatment. That is, the second cathodic electrolytic chromate treatment not only generates hydrated chromium oxide, but also simultaneously generates a metallic chromium layer and a hydrated chromium oxide layer. By replacing the hydrated chromium oxide layer produced by the second treatment with the metallic chromium layer and hydrated chromium oxide layer produced by the second treatment, a film with excellent wet adhesion is produced. It has the most important characteristics. Next, the effects of the second cathodic electrolytic chromate treatment in the present invention will be demonstrated through test examples.
Test Example 1 509/l or 2509/l CrO was used as the electrolytic chromate treatment solution (i.e., first solution) in the first treatment step
3, 1% and 2% by weight relative to the CrO3, respectively.
%, 4%, 6%, and 8% concentrations of H2SO4, and an electrolytic solution containing CrO3 alone, a cold rolled steel plate was used as a cathode, current density was 20A/Dm'', electrolysis time was 3 seconds, and liquid temperature was 45%. Processed at ℃, 0.5-1.5η/D
The lower layer of metallic chromium of 7TI and the amount of chromium are 0.
A coating consisting of a top layer of hydrated chromium oxide of 20 η/d was produced.
次いで、上記により処理された電解クロメート処理鋼板
を陰極とし、第2の処理工程でCrO37O9/lに、
フツ素濃度としてCrO3に対し2重量%のAlF3・
3NaFを添加した第2クロメート処理液(すなわち第
2液)中において、電流密度20A/Dm2、電解時間
1秒および液温45で電解クロメート処理を施すことに
より、皮膜中の水和クロム酸化物の量が0.12η/D
rrlである水和クロム酸化物皮膜を形成した。Next, using the electrolytic chromate-treated steel sheet treated as described above as a cathode, in a second treatment step, CrO37O9/l was converted to CrO37O9/l.
Fluorine concentration is 2% by weight AlF3 based on CrO3.
By performing electrolytic chromate treatment in the second chromate treatment solution (i.e., second solution) containing 3NaF at a current density of 20A/Dm2, an electrolysis time of 1 second, and a solution temperature of 45%, the hydrated chromium oxide in the film can be removed. The amount is 0.12η/D
A hydrated chromium oxide film of rrl was formed.
上述のような処理により生成した電解クロメート皮膜中
の水和クロム酸化物層中に残存するSO42一量を、蛍
光X線分析法により測定した。この結果を第1図に示す
。第1図において、●印は、上記第1工程に用いられる
第1液中のCrO3濃度が509/lの場合、○印は前
記第1液中のCrO3濃度が2509/lの場合を示し
、また実線は上記第2の処理工程における第2液処理を
行なつたものを示し、点線は前記第2液処理を行なわな
かつたものを示す。The amount of SO42 remaining in the hydrated chromium oxide layer in the electrolytic chromate film produced by the above treatment was measured by X-ray fluorescence analysis. The results are shown in FIG. In FIG. 1, the ● mark indicates the case where the CrO3 concentration in the first liquid used in the first step is 509/l, and the ○ mark indicates the case where the CrO3 concentration in the first liquid is 2509/l, Further, the solid line indicates the case where the second liquid treatment was performed in the second treatment step, and the dotted line indicates the case where the second liquid treatment was not performed.
第1図において示される如く、前記第1液だけを用いて
処理した電解クロメート皮膜中の水和クロム酸化物層中
に残存するSO42一量は、図中点線で示されるように
、前記第1液中のH2SO4濃度が増大するにつれて増
加しているが、前記第2液処理を行なつた場合には、図
中実線で示されるように、水和クロム酸化物層中に残存
するSO42量は著しく減少し、前記第1液によるSO
42一残存量にほとんど影響されない程度にまで低下し
ていることがわかる。試験例 2
第1の処理工程における第1液として、CrO325O
9/lに、CrO3に対して2重量%濃度のH2SO4
を添加した電解液を用い、前記試験例1と同様に、冷延
鋼板を陰極として、電流密度20A/Dm2、電解時間
3秒および液温45℃で処理を行い、0.8ヮ/Dm2
の金属クロムの下層と、クロム量に換算して0.20η
/Dm2の水和クロム酸化物の上層とからなる皮膜を生
成させた。As shown in FIG. 1, the amount of SO42 remaining in the hydrated chromium oxide layer in the electrolytic chromate film treated using only the first solution is as shown by the dotted line in the figure. The amount of SO42 remaining in the hydrated chromium oxide layer increases as the H2SO4 concentration in the liquid increases, but when the second liquid treatment is performed, as shown by the solid line in the figure, the amount of SO42 remaining in the hydrated chromium oxide layer increases. The SO caused by the first liquid is significantly reduced.
42- It can be seen that the amount has decreased to such an extent that it is hardly affected by the residual amount. Test Example 2 As the first liquid in the first treatment step, CrO325O
9/l, H2SO4 at a concentration of 2% by weight relative to CrO3
Using an electrolytic solution to which was added, the treatment was carried out in the same manner as in Test Example 1, using a cold-rolled steel plate as a cathode, at a current density of 20 A/Dm2, an electrolysis time of 3 seconds, and a liquid temperature of 45°C, resulting in an electrolyte of 0.8W/Dm2.
The lower layer of metallic chromium and the amount of chromium is 0.20η
/Dm2 of hydrated chromium oxide.
次いで、上述のようにして処理した鋼板を陰極とし、第
2の処理工程において、第2液としてそれぞれ209/
l、509/l、1009/l、1509/2および2
009/lのCrO3に、フツ素濃度としてCrO3に
対し2重量%のAlF3・3NaFを添加したそれぞれ
の処理液を用い、処理時間1秒、液温45℃で、電流密
度を調整して電解クロメート処理を行ない、皮膜中の水
和クロム酸化物の量をそれぞれ0.10〜0.20W1
9/dイにした。Next, the steel plate treated as described above was used as a cathode, and in the second treatment step, 209/20% of each was used as a second liquid.
l, 509/l, 1009/l, 1509/2 and 2
009/l of CrO3 and AlF3.3NaF with a fluorine concentration of 2% by weight relative to CrO3 were added, the treatment time was 1 second, the liquid temperature was 45°C, and the current density was adjusted to electrolytically chromate. treatment to reduce the amount of hydrated chromium oxide in the film to 0.10 to 0.20W1, respectively.
I made it to 9/d.
そして、上述のような処理により生成した電解クロメー
ト皮膜中に残存するSO42一量を蛍光X線分析法によ
り測定した。この結果を第2図に示す。第2図において
示される如く、前記第2液中のCrO3濃度が509/
l以上でなければ、前記第2液での処理により生成した
電解クロメート皮膜中のSO42一量は減少せず、その
量もほぼ一定にならないことがわかる。Then, the amount of SO42 remaining in the electrolytic chromate film produced by the above-described treatment was measured by fluorescent X-ray analysis. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 2, the CrO3 concentration in the second liquid is 509/
1 or more, the amount of SO42 in the electrolytic chromate film produced by the treatment with the second liquid does not decrease and the amount does not become almost constant.
以上、第1図および第2図における結果から明らかなよ
うに、第1液による処理で生成した皮膜中のSO42一
量と第一2液による処理で生成した皮膜中のSO42一
量とを比較すれば、この発明における第2液による処理
で生成した水和クロム酸化物は、第1液による処理で生
成した水和クロム酸化物を含まず、新しい水和クロム酸
化物が生成していることが見出される。As is clear from the results shown in Figures 1 and 2, the amount of SO42 in the film produced by the treatment with the first liquid was compared with the amount of SO42 in the film produced by the treatment with the second liquid. Therefore, the hydrated chromium oxide produced by the treatment with the second liquid in this invention does not contain the hydrated chromium oxide produced by the treatment with the first liquid, and new hydrated chromium oxide is generated. is found.
すなわち、第1液による処理で生成した水和クロム酸化
物中には、ほぼ50%のSO42−が含有されているの
に対し、第2液による処理で生成した水和クロム酸化物
中には、第1液による処理で生成した水和クロム酸化物
に比べて、1/10以下のSO42−しか存在せず、そ
の結果、第1液による処理で生成した水和クロム酸化物
の大部分は、第2液による処理で生成した新しい水和ク
ロム酸化物で置換されていることがわかる。In other words, the hydrated chromium oxide produced by the treatment with the first liquid contains approximately 50% SO42-, whereas the hydrated chromium oxide produced by the treatment with the second liquid contains almost 50% SO42-. , compared to the hydrated chromium oxide produced by the treatment with the first liquid, only 1/10 or less of SO42- is present, and as a result, most of the hydrated chromium oxide produced by the treatment with the first liquid is , it can be seen that the new hydrated chromium oxide produced by the treatment with the second liquid was substituted.
この発明を、さらに実施例により、この発明以外のもの
と比較して説明する。This invention will be further explained by way of Examples in comparison with other inventions.
A第1液による電解クロメート処理(第1クロメート処
理)比較例 1
冷延鋼板を陰極とし、CrO3lOOfl/l、NaS
CNO.5g/lおよびAlF3・3NaF49/lを
含有する電解クロメート処理液中で、電流密度20A/
Dml、電解時間3秒および液温45℃で、電解クロメ
ート処理を行い、0.8m9/dイの金属クロムと0.
15W1f!/Dm”の水和クロム酸化物とからなる皮
膜を生成させた。Comparative example of electrolytic chromate treatment (first chromate treatment) using A first solution 1 A cold rolled steel plate was used as a cathode, CrO3lOOfl/l, NaS
CNO. In an electrolytic chromate treatment solution containing 5 g/l and AlF3.3NaF49/l, the current density was 20 A/l.
Electrolytic chromate treatment was performed at Dml, electrolysis time of 3 seconds, and liquid temperature of 45°C, and 0.8 m9/d of metallic chromium and 0.8 m9/d of metallic chromium were removed.
15W1f! /Dm'' of hydrated chromium oxide was formed.
比較例 2
冷延鋼板を陰極とし、CrO3l5O9/l、NaSC
NO.5g/lおよびAlF3・3NaF49/lを含
有する電解クロメート処理液中で、電流密度30A/d
イ、電解時間3秒および液温55℃で、電解クロメート
処理を行い、0.81〜/dイの金属クロムと0.05
η/Dm”の水和クロム酸化物とからなる皮膜を生成さ
せた。Comparative example 2 A cold rolled steel plate was used as a cathode, CrO3l5O9/l, NaSC
No. In an electrolytic chromate treatment solution containing 5 g/l and AlF3.3NaF49/l, the current density was 30 A/d.
A. Electrolytic chromate treatment was performed at an electrolysis time of 3 seconds and a solution temperature of 55°C, and metal chromium of 0.81~/d and 0.05
η/Dm'' of hydrated chromium oxide.
比較例 3
冷延鋼板を、上記比較例1に記載したものと同一の条件
で電解クロメート処理を行つた後、同一処理液中で無通
電浸漬して金属クロム層のみを残存させた。Comparative Example 3 A cold-rolled steel sheet was subjected to electrolytic chromate treatment under the same conditions as those described in Comparative Example 1 above, and then immersed in the same treatment solution without electricity, leaving only the metallic chromium layer.
BAによる処理鋼板を陰極とし、第2液としてクロム酸
のみを含有し、フツ素イオンを含有しない電解液で電解
クロメート処理(第2クロメート処理)比較例 4
上記比較例1で処理した電解クロメート処理鋼板を陰極
とし、CrO37Og/lの電解液中で、電流密度5A
/dイ、電解時間1秒および液温45℃で電解クロメー
ト処理を行なつた。Comparative example 4 of electrolytic chromate treatment (second chromate treatment) using a steel plate treated with BA as a cathode and an electrolytic solution containing only chromic acid and no fluorine ions as a second solution 4 Electrolytic chromate treatment treated in Comparative Example 1 above A steel plate is used as a cathode, and a current density of 5A is applied in an electrolyte of CrO37Og/l.
/di, electrolytic chromate treatment was performed at an electrolysis time of 1 second and a liquid temperature of 45°C.
比較例 5
上記比較例2で処理した電解クロメート処理鋼板を陰極
とし、上記比較例4に記載したものと同一の条件で電解
クロメート処理を行なつた。Comparative Example 5 Using the electrolytically chromate-treated steel sheet treated in Comparative Example 2 above as a cathode, electrolytic chromate treatment was performed under the same conditions as described in Comparative Example 4 above.
比較例 6上記比較例3で処理した電解クロメート処理
鋼板を陰極とし、上記比較例4に記載したものと同一の
条件で電解クロメート処理を行なつた。Comparative Example 6 Using the electrolytically chromate-treated steel sheet treated in Comparative Example 3 above as a cathode, electrolytic chromate treatment was carried out under the same conditions as described in Comparative Example 4 above.
CAによる処理鋼板を陰極とし、第2液としてフツ素イ
オンを含有する電解液で電解クロメート処理(第2クロ
メート処理)実施例 1
上記比較例1で処理した電解クロメート処理鋼板を陰極
とし、CrO37O9/lにケイフツ酸29/lを添加
した電解液中で、電流密度20A/DTI.電解時間1
秒および液温45℃で、電解クロメート処理を行なつた
。Example 1 Electrolytic chromate treatment (second chromate treatment) using a steel plate treated with CA as a cathode and an electrolytic solution containing fluorine ions as a second solution.The electrolytic chromate treatment steel plate treated in Comparative Example 1 above was used as a cathode, and CrO37O9/ In an electrolytic solution containing 29/l of silicic acid and a current density of 20 A/DTI. Electrolysis time 1
Electrolytic chromate treatment was performed at a temperature of 45° C. and a liquid temperature of 45° C.
実施例 2
上記比較例2で処理した電解クロメート処理鋼板を陰極
とし、上記実施例1に記載したものと同一の条件で電解
クロメート処理を行なつた。Example 2 Electrolytic chromate treatment was carried out under the same conditions as described in Example 1 using the electrolytically chromate treated steel sheet treated in Comparative Example 2 above as a cathode.
比較例 7上記比較例3で処理した電解クロメート処理
鋼板を陰極とし、上記実施例1に記載したものと同一の
条件で電解クロメート処理を行なつた。Comparative Example 7 Using the electrolytically chromate-treated steel sheet treated in Comparative Example 3 above as a cathode, electrolytic chromate treatment was carried out under the same conditions as described in Example 1 above.
上記比較例1〜7および実施例1〜2で処理したすべて
の電解クロメート処理鋼板について、生成皮膜中の金属
クロム量と水和クロム酸化物量とを測定した。この結果
を第1表に示す。第1表に示されているように、冷延鋼
板を第1クロメート処理即ちA処理によつて処理した後
、第2液としてフツ素イオンを含有しない電解液で第2
クロメート処理即ちB処理を行つた場合は最終時の皮膜
中の水和クロム酸化物の量は、前記A処理で生成した皮
膜中の水和クロム酸化物の1部が最終時の皮膜中に残存
する結果、前記B処理で生成した皮膜中の水和クロム酸
化物量よりも若干増加し、その増加量は、上記A処理で
生成した皮膜中の水和クロム酸化物量が多いほど、多く
なつていることがわかる。For all the electrolytic chromate-treated steel sheets treated in Comparative Examples 1 to 7 and Examples 1 to 2, the amount of metallic chromium and the amount of hydrated chromium oxide in the formed film was measured. The results are shown in Table 1. As shown in Table 1, after a cold-rolled steel sheet is treated with the first chromate treatment, that is, the A treatment, the second liquid is treated with an electrolyte that does not contain fluorine ions as a second liquid.
When chromate treatment, that is, treatment B, is performed, the amount of hydrated chromium oxide in the final film is such that a part of the hydrated chromium oxide in the film generated in treatment A remains in the final film. As a result, the amount of hydrated chromium oxide in the film produced in the above treatment B increased slightly, and the amount of increase increased as the amount of hydrated chromium oxide in the film produced in the above treatment A increased. I understand that.
これに対し、冷延鋼板を上記A処理によつて処理した後
、第2液としてフツ素イオンを含有する電解液で第2ク
ロメート処理即ちC処理を行つた場合は、最終時の皮膜
中の水和クロム酸化物の量は、前記A処理で生成した皮
膜中の水和クロム酸化物が残存しない結果、前記C処理
で生成した水和クロム酸化物の量と同じになつている。On the other hand, when a cold-rolled steel sheet is treated with the above A treatment and then subjected to a second chromate treatment, that is, a C treatment, using an electrolytic solution containing fluorine ions as a second solution, the The amount of hydrated chromium oxide is the same as the amount of hydrated chromium oxide produced in the above treatment C, as no hydrated chromium oxide remains in the film produced in the above treatment A.
すなわち、この発明の前記C処理によれば、前記A処理
によつて生成した水和クロム酸化物の量に影響されずに
、前記C処理によつて生成した水和クロム酸化物だけが
最終の皮膜中に存在しているものと考えられる。これは
、上記第1クロメート処理後の皮膜中の水和クロム酸化
物の量と上記各処理後の皮膜中に残存するSO42一量
との関係を示す第3図からも明らかである。第3図にお
いて、X印は上記A処理を行つた場合、●印は上記B処
理を行つた場合および○印は上記C処理を行つた場合を
示す。第3図に示されるように、前記C処理の場合は、
残存SO42一量が前記A処理に比べて著しく減少して
おり、また前記B処理よりも減少していることがわかる
。すなわち、この発明の前記C処理によれば、第1クロ
メート処理即ちA処理後の皮膜中に残存するSO42一
量が著しく減少している結果、最終時の皮膜中には前記
A処理で生成した水和クロム酸化物は含まれず、前記C
処理で生成した新しい水和クロム酸化物だけが存在して
いるものと考えられる。次に、上記比較例1〜7および
実施例1〜2で処理したすべての電解クロメート処理鋼
板について、生成皮膜の湿潤接着強度を測定した。That is, according to the C treatment of the present invention, only the hydrated chromium oxide produced by the C treatment becomes the final product, without being affected by the amount of hydrated chromium oxide produced by the A treatment. It is thought that it exists in the film. This is also clear from FIG. 3, which shows the relationship between the amount of hydrated chromium oxide in the film after the first chromate treatment and the amount of SO42 remaining in the film after each of the above treatments. In FIG. 3, the X mark indicates the case where the above-mentioned process A is performed, the ● mark indicates the case where the above-mentioned process B is performed, and the ○ mark indicates the case where the above-mentioned process C is performed. As shown in FIG. 3, in the case of the C process,
It can be seen that the amount of residual SO42 is significantly decreased compared to the treatment A, and also decreased compared to the treatment B. That is, according to the C treatment of the present invention, the amount of SO42 remaining in the film after the first chromate treatment, that is, the A treatment, is significantly reduced, so that the amount of SO42 generated in the A treatment is significantly reduced in the final film. Hydrated chromium oxide is not included, and the C
It is thought that only new hydrated chromium oxides produced during processing are present. Next, the wet adhesive strength of the formed film was measured for all the electrolytic chromate treated steel plates treated in Comparative Examples 1 to 7 and Examples 1 to 2.
湿潤接着強度は、前記電解クロメート処理鋼板に、エポ
キシフエノール系缶用塗料を塗装し焼付けした後、塗料
面にポリアミド系接着剤を5mm幅で適用し塗料面同志
をヒート接着させたものをサンプルとして用い、前記サ
ンプルを0.5%クエン酸水溶液(温度70℃)中に6
日間浸漬した後、Tピール試験によつて測定し、その引
張強度によつて示した。その結果を第4図に示す。第4
図において、×印は上記A処理を行つた場合、●印は上
記B処理を行つた場合、○印は上記C処理を行つた場合
を示す。第4図に示されるように、第1クロメート処理
即ちA処理後の処理鋼板を、この発明の第2クロメート
処理即ちC処理で処理することによつてはじめて湿潤接
着強度が著しく向上することがわかる。さらに、この発
明の第2クロメート処理で用いられる第2液中のフツ素
イオン濃度と電解クロメート処理鋼板の湿潤接着強度と
の関係について調べた。Wet adhesive strength was measured using a sample obtained by coating the electrolytic chromate-treated steel plate with epoxyphenol can paint and baking it, then applying polyamide adhesive to the paint surface in a width of 5 mm and heat bonding the paint surfaces together. The sample was dissolved in a 0.5% citric acid aqueous solution (temperature 70°C) for 6 hours.
After being immersed for a day, it was measured by a T-peel test and expressed by its tensile strength. The results are shown in FIG. Fourth
In the figure, the x mark indicates the case where the above-mentioned process A is performed, the ● mark indicates the case where the above-mentioned process B is performed, and the ○ mark indicates the case where the above-mentioned process C is performed. As shown in FIG. 4, it can be seen that the wet adhesive strength is significantly improved only by treating the treated steel sheet after the first chromate treatment, that is, the A treatment, with the second chromate treatment, that is, the C treatment of the present invention. . Furthermore, the relationship between the fluorine ion concentration in the second liquid used in the second chromate treatment of the present invention and the wet adhesive strength of the electrolytically chromate treated steel sheet was investigated.
すなわち、上記比較例2で処理した電解クロメート処理
鋼板を陰極とし、CrO37O9/lに、AlF3・3
NaFをフツ素イオン濃度として、CrΩ3に対してそ
れぞれ0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.
0,6.0,7.0および8.0%(以上重量01))
を含有するそれぞれの第2液中で、電流密度2。That is, the electrolytic chromate-treated steel sheet treated in Comparative Example 2 was used as a cathode, and CrO37O9/l and AlF3.3
The fluorine ion concentration of NaF is 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0 for CrΩ3, respectively.
0, 6.0, 7.0 and 8.0% (over weight 01))
in each second liquid containing a current density of 2.
0A/Drrl、電解時間1秒および液温45℃で、第
2クロメート処理を行い、このようにして処理したそれ
ぞれの電解クロメート処理鋼板について、上記の方法に
よりTピール試験を行い、それぞれの引張り強度を湿潤
接着強度とした。A second chromate treatment was performed at 0 A/Drrl, an electrolysis time of 1 second, and a liquid temperature of 45°C. Each of the electrolytic chromate treated steel sheets treated in this way was subjected to a T-peel test using the method described above, and the tensile strength of each was determined. was taken as the wet adhesive strength.
この結果を第5図に示す。第5図において示されるよう
に、第2液中のフツ素イオン濃度が1%未満では十分な
湿潤接着強度が得られず、一方、5%以上になるとかえ
つて湿潤接着強度が低下することがわかる。The results are shown in FIG. As shown in FIG. 5, if the fluorine ion concentration in the second liquid is less than 1%, sufficient wet adhesive strength cannot be obtained, while if it exceeds 5%, the wet adhesive strength may actually decrease. Recognize.
また、第6図において示されるように、上記第2液中の
フツ素イオン濃度が、第2液処理によつて生成する皮膜
の性状を左右し、前記第2液で生成する金属クロムが第
1液処理によつて生成した水和クロム酸化物の置換に影
響を及ぼしている。Furthermore, as shown in FIG. 6, the fluorine ion concentration in the second liquid influences the properties of the film formed by the second liquid treatment, and the metallic chromium formed in the second liquid This affects the replacement of hydrated chromium oxide produced by the one-component process.
すなわち、第2液中のフツ素イオン濃度が1〜4%の場
合は、第2液処理により生成した皮膜中には金属クロム
の量が多いため、この金属クロムが最終時の水和クロム
酸化物の生成に影響を及ぼし、ひいては、湿潤接着強度
の向上に役立つものと考えられる。フツ素イオン濃度が
5%以上となると金属クロムの生成がかえつて減少して
いることから、第6図は、フツ素イオン濃度と湿潤接着
強度との関係を示す第5図と相関していることが明らか
である。上記第5図および第6図からも明らかなように
、この発明の第2クロメート処理に用いられる第2液中
のフツ素イオン濃度をCrO3に対して1〜4%とする
ことが電解クロメート処理鋼板の湿潤接着強度の向上に
とつて最適である。In other words, when the fluorine ion concentration in the second liquid is 1 to 4%, there is a large amount of metallic chromium in the film formed by the second liquid treatment, and this metallic chromium is oxidized by hydrated chromium at the final stage. It is believed that this has an effect on the formation of the product and, in turn, is useful for improving the wet adhesive strength. Figure 6 correlates with Figure 5, which shows the relationship between fluorine ion concentration and wet bond strength, since the production of metallic chromium actually decreases when the fluorine ion concentration exceeds 5%. That is clear. As is clear from FIGS. 5 and 6 above, the electrolytic chromate treatment requires that the fluorine ion concentration in the second liquid used in the second chromate treatment of the present invention be 1 to 4% with respect to CrO3. It is most suitable for improving the wet adhesive strength of steel plates.
上述したように、この発明によれば、電解クロメートま
たは電気クロムメツキ浴で、鋼板の表面上に、下層とし
ての金属クロム層と上層としての水和クロム酸化物層と
を同時に形成させ、前記水和クロム酸化物層を存在させ
たまま、第1液で生成した水和クロム酸化物を第2液で
生成する金属クロムと水和クロム酸化物とで置換させる
ことにより、湿潤接着性のすぐれた電解クロメート処理
鋼板すなわちTFSを得ることができるものである。As described above, according to the present invention, a metallic chromium layer as a lower layer and a hydrated chromium oxide layer as an upper layer are simultaneously formed on the surface of a steel sheet in an electrolytic chromate or electrochromic plating bath, and the hydrated chromium oxide layer is By replacing the hydrated chromium oxide produced in the first liquid with the metallic chromium produced in the second liquid and the hydrated chromium oxide while leaving the chromium oxide layer present, electrolysis with excellent wet adhesion is achieved. It is possible to obtain a chromate-treated steel sheet, that is, TFS.
この発明によつて製造されたTFSはホツトパツクおよ
びレトルト処理にも十分耐えることのできる缶用材料と
して有用である。TFS produced in accordance with the present invention is useful as a can material that can withstand hot pack and retort processing well.
第1図は、第1液中のH2SO4濃度と電解クロメート
処理後の皮膜中に残存するSO42一量との関係を示す
図であり、第2図は、第2液中のCrO3濃度と第2液
処理後の皮膜中に残存するSO42量との関係を示す図
であり、第3図は、第1液処理によつて生成した皮膜中
の水和クロム酸化物量と各電解クロメート処理後の皮膜
中に残存するSO42一量との関係を示す図であり、第
4図は、第1液処理によつて生成した皮膜中の水和クロ
ム酸化物量と各電解クロメート処理後の皮膜の湿潤接着
強度との関係を示す図であり、第5図は、第2液中のフ
ツ素イオン濃度と第2液処理後の皮膜の湿潤接着強度と
の関係を示す図であり、そして、第6図は、第2液中の
フツ素イオン濃度と第2液処理によつて生成した皮膜中
の金属クロム量との関係を示す図である。Figure 1 is a diagram showing the relationship between the H2SO4 concentration in the first liquid and the amount of SO42 remaining in the film after electrolytic chromate treatment, and Figure 2 is a diagram showing the relationship between the CrO3 concentration in the second liquid and the amount of SO42 remaining in the film after electrolytic chromate treatment. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the amount of SO42 remaining in the film after liquid treatment, and FIG. 3 shows the relationship between the amount of hydrated chromium oxide in the film generated by the first liquid treatment and the film after each electrolytic chromate treatment. Figure 4 shows the relationship between the amount of SO42 remaining in the film and the amount of hydrated chromium oxide in the film produced by the first liquid treatment and the wet adhesive strength of the film after each electrolytic chromate treatment. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the fluorine ion concentration in the second liquid and the wet adhesive strength of the film after the second liquid treatment, and FIG. , is a diagram showing the relationship between the fluorine ion concentration in the second liquid and the amount of metallic chromium in the film produced by the second liquid treatment.
Claims (1)
記薄鋼板の表面上に、金属クロムの下層とクロム量に換
算して0.03〜0.20mg/dm^2の水和クロム
酸化物の上層とを同時に形成させた後、次いで、表面上
に、前記金属クロムの下層と、クロム量に換算して0.
03〜0.20mg/dm^2の前記水和クロム酸化物
の上層とが形成されている薄鋼板を、無水クロム酸Cr
O_350〜250g/lおよびフッ素濃度として1〜
4重量%(CrO_3に対して)の無機フッ素化合物を
含有する電解クロメート処理液中で陰極電解処理するこ
とを特徴とする湿潤接着性にすぐれた電解クロメート処
理鋼板の製造法。1 A thin steel plate is electrolyzed cathodically in a bath containing chromium, and a lower layer of metallic chromium and hydrated chromium of 0.03 to 0.20 mg/dm^2 in terms of chromium amount are formed on the surface of the thin steel plate. After forming the upper layer of oxide at the same time, the lower layer of metallic chromium and the lower layer of chromium are then formed on the surface.
The thin steel sheet on which the upper layer of the hydrated chromium oxide of 03 to 0.20 mg/dm^2 is formed is coated with chromic anhydride Cr.
O_350~250g/l and fluorine concentration 1~
A method for producing an electrolytically chromate-treated steel sheet with excellent wet adhesion, characterized by carrying out cathodic electrolytic treatment in an electrolytically chromate treatment solution containing 4% by weight (based on CrO_3) of an inorganic fluorine compound.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10215379A JPS5927400B2 (en) | 1979-08-13 | 1979-08-13 | Manufacturing method of electrolytically chromate treated steel sheet with excellent wet sliding adhesion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10215379A JPS5927400B2 (en) | 1979-08-13 | 1979-08-13 | Manufacturing method of electrolytically chromate treated steel sheet with excellent wet sliding adhesion |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5629691A JPS5629691A (en) | 1981-03-25 |
| JPS5927400B2 true JPS5927400B2 (en) | 1984-07-05 |
Family
ID=14319779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10215379A Expired JPS5927400B2 (en) | 1979-08-13 | 1979-08-13 | Manufacturing method of electrolytically chromate treated steel sheet with excellent wet sliding adhesion |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5927400B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57194295A (en) * | 1981-05-25 | 1982-11-29 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Production of electrolytically chromated steel plate |
| US4661577A (en) * | 1985-10-01 | 1987-04-28 | General Electric Company | Aminofunctional polysiloxanes |
-
1979
- 1979-08-13 JP JP10215379A patent/JPS5927400B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5629691A (en) | 1981-03-25 |
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