镀锡钢板及其制造方法技术

一种镀锡钢板，在钢板的至少单面上具有含锡的镀层，在该镀层上具有含Ｐ和锡的化学转化处理被膜，该化学转化处理被膜的附着量在每个单面以Ｐ换算为１．０～５０ｍｇ／ｍ↑［２］，由用Ｘ射线光电子分光法在表面测定的化学转化处理被膜的Ｐ２ｐ峰和Ｓｎ３ｄ峰的强度求出的Ｓｎ和Ｐ的原子比率Ｓｎ／Ｐ为１．０～１．５，并且由Ｐ２ｐ峰和Ｏ１ｓ峰的强度求出的Ｏ和Ｐ的原子比率Ｏ／Ｐ为４．０～９．０。该镀锡钢板的磷酸类化学转化处理被膜，可代替以往的铬酸盐被膜，抑制由表层的锡氧化膜的成长引起的性能变差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在DI罐、食品罐、饮料罐等中使用的罐用镀锡钢板，特别涉及在表面具有含有磷酸的化学转化处理被膜的镀锡钢板及其制造方法。
技术介绍
作为罐用表面处理钢板，以往广泛使用被称作镀锡铁皮的镀锡钢 板。这种镀锡钢板，通常在含有重铬酸等六价铬化合物的水溶液中浸 渍钢板，或在该溶液中进行电解处理或将其涂敷到钢板上，由此在钢 板的镀层表面上形成铬酸盐被膜。通过这样在钢板表面形成铬酸盐被 膜，防止长期保管时镀锡表面的氧化，抑制外观变差(变黄)。并且， 在涂装后使用时，由于抑制锡氧化膜的成长，可防止锡氧化膜的凝聚 破坏，确保涂料的紧密性。但是，如上所述，在镀锡钢板表面上形成铬酸盐被膜时，由于使 用含有六价铬氧化物的水溶液，因而作业环境上的安全性确保和废水 处理需要很大费用。并且，万一因事故等而泄漏铬酸盐处理液时，对 环境产生较大危害的危险性高。这样，从近来的环境问题出发，已在各领域展开限制铬的举动， 在上述镀锡钢板中不使用铬的化学转化处理的必要性增大。接受以上现状，提出了若干代替罐用镀锡钢板中的铬酸盐处理的化学转化处理技术。例如，在日本特公昭55-24516号公报中公开了下 述镀锡钢板的表面处理方法在磷酸类溶液中以镀锡钢板作为阴极进 行直流电解，由此在镀锡钢板上形成不含Cr的化学转化处理被膜。在日本特公平1-32308号公报中公开了下述无缝罐用电镀镀锡铁皮在化学转化处理被膜中，在镀锡层表面实施含有P或P和Al、不含Cr的化学转化处理被膜。并且，在日本特公昭58-41352号公报中公开了下述pH3 6的金 属表面的化学转化处理液含有磷酸根离子、氯酸盐和溴酸盐的1种 或2种以上以及锡离子。但是，从抑制外观变差(变黄现象)、涂料紧密性的降低等、起 因于表层的锡氧化膜成长的性能变差的观点出发，上述现有技术中记 载的化学转化处理被膜，都不能比由以往的含有重铬酸的溶液形成的 铬酸盐被膜更充分地得到性能。并且，目前进行铬酸盐处理的镀锡钢板，通常以300m/分钟以上 的高速进行制造，生产率非常高。由此，新的化学转化处理为了替换 进行铬酸盐处理的镀锡钢板，需要能至少以与当前工艺同等以上的高 速进行处理。作为以300m/分钟以上的高速进行化学转化处理的基准， 优选化学转化处理时间以1秒左右结束。若以1秒以下结束化学转化 处理，则例如实效深度为2.5m左右的较小型的纵型容器为l槽时能够 以300m/分钟进行处理。但是，由于随着处理时间变长、处理容器的尺 寸变大或数量增加等，产生确保容器的通过时间的必要性。其结果是 设备费、设备维护费都增加，因而不优选。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题作出的，其目的在于提供一种镀锡钢板及 其制造方法，所述镀锡钢板具有代替以往的铬酸盐被膜、能够抑制表 层的锡氧化膜成长引起的性能变差的磷酸类化学转化处理被膜。并且， 还提供能够维持与以往的铬酸盐处理工艺相匹敌的高速且高稳定性地 制造该钢板的方法。本专利技术的镀锡钢板，其特征在于，在钢板的至少单面上具有含锡 的镀层，在该镀层上具有含P和锡的化学转化处理被膜，该化学转化处理被膜的附着量在每个单面以P换算为1.0 50mg/m2，由用X射线 光电子分光法在表面测定的上述化学转化处理被膜的P2p峰和Sn3d峰 的强度求出的Sn和P的原子比率Sn/P为1.0 1.5，并且由P2p峰和 Ols峰的强度求出的0和P的原子比率0/P为4.0 9.0。另外，该镀锡钢板，上述化学转化处理被膜的红外线吸收光谱中 PO键的反射吸收强度(IPo)和OH键的反射吸收强度(IOT)之比Ioh /Ipo优选为0.18~0.30。并且，本专利技术的镀锡钢板的制造方法，其特征在于，在钢板的至 少单面上形成含锡的镀层后，在含有锡离子和磷酸根离子的化学转化 处理液中对上述钢板进行浸渍处理或阴极电解处理，接着，加热至60 200 。C。另外，该镀锡钢板的制造方法，其中，上述锡离子优选为四价锡 离子。附图说明图1是表示红外线吸收光谱中波数和反射吸收率的关系的图。 图2是表示加热温度和红外线吸收光谱中I0H / Ipo的关系的图。具体实施例方式下面，对本专利技术进行详细说明。本专利技术人为了得到具有代替铬酸盐被膜、能够抑制表层的锡氧化 膜成长的磷酸类化学转化处理被膜的镀锡钢板，进行了深入的研究。其结果发现通过规定化学转化处理被膜的附着量，同时规定认为与抑制表层的锡氧化膜成长、性能提高有较大关联的元素Sn、 P和0在 化学转化处理被膜中的原子比率，并进一步将红外线吸收光谱中PO键 的反射吸收强度(IP0)和OH键的反射吸收强度(I0H)之比Ioh / IPC) 设为0.18以上、0.30以下，可以抑制表层的锡氧化膜的成长，得到优 良的外观、涂料紧密性和耐腐蚀性。本专利技术的镀锡钢板为下述钢板在钢板的至少单面上具有含锡的 镀层，在上述镀层上具有含P和锡的化学转化处理被膜。首先，本专利技术中的"镀锡钢板"，将实施含锡的镀敷的全部钢板 作为对象。其中，特别优选的"镀锡钢板"为下述具有含锡的镀层的 钢板形成由Fe-Sn-Ni合金层或Fe-Sn合金层的单一层构成的中间层、 或者形成由最下层为Fe-Ni合金层、其上为Fe-Sn-Ni合金层的复合层 构成的中间层，进而在其上面形成金属Sn层。镀层的附着量，每个单 面优选为0.05 20g/m2。附着量在0.05g/m2以上时，可得到充分的耐 腐蚀性。另一方面，超过20g/ir^时，由于镀层变得过厚，因而有时失 去成本方面的优点。另外，Sn附着量，可通过电量法或利用荧光X射 线进行的表面分析来测定。接着，对形成于上述镀层上的、含P和锡的化学转化处理被膜进 行说明。首先，作为化学转化处理被膜的附着量，以P换算值计，需 为1.0 50mg/m2。这在本专利技术中是重要的要素。附着量不足1.0mg/m2 时，化学转化处理被膜的包覆性不充分，不能抑制锡的氧化，不能充 分地得到涂料紧密性。另一方面，超过50mg/ii^时，容易在被膜上产 生裂纹等缺陷，涂料紧密性、耐腐蚀性变差，因而设为50mg/n^以下。 另外，附着量可通过利用荧光X射线进行的表面分析来测定。作为化学转化处理被膜的组成，需要使由用X射线光电子分光法 在表面测定的化学转化处理被膜的P2p峰和Sn3d峰的强度求出的Sn 和P的原子比率Sn/P在1.0以上、1.5以下，并且使由P2p峰和Ols峰的强度求出的O和P的原子比率O/P在4.0以上、9.0以下。这与附 着量同样也是本专利技术中重要的要素。在磷酸和锡的化合物中，存在磷酸二氢锡(Sn(H2P04)2)、磷酸氢 锡(SnHP04)、磷酸锡(Sn3(P04)2)，在水溶液中有式(1) (2)所 示的平衡关系。Sn(H2P04)2 $ SnHP04+H3P04... (1) 3SnHP04 * Sn3(P04)2+H3P04... (2)在这里，由于化学转化处理被膜也可以应用于罐的内表面，因而 化学转化处理被膜需要相对于含水分的内容物稳定地存在。磷酸二氢 锡相对于水具有可溶性，容易洗脱到内容物中，有可能失去被膜的稳 定性。因此，化学转化处理被膜必须是磷酸氢锡、磷酸锡或它们的混 合物。在考虑以上方面的情况下，上述Sn和P的原子比率Sn/P，在磷 酸氢锡100%的情况下为1.0，在磷酸锡1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镀锡钢板，其特征在于，在钢板的至少单面上具有含锡的镀层，在所述镀层上具有含Ｐ和锡的化学转化处理被膜，所述化学转化处理被膜的附着量在每个单面以Ｐ换算为１．０～５０ｍｇ／ｍ↑［２］，由用Ｘ射线光电子分光法在表面测定的所述化学转化处理被膜的Ｐ２ｐ峰和Ｓｎ３ｄ峰的强度求出的Ｓｎ和Ｐ的原子比率Ｓｎ／Ｐ为１．０～１．５，并且由Ｐ２ｐ峰和Ｏ１ｓ峰的强度求出的Ｏ和Ｐ的原子比率Ｏ／Ｐ为４．０～９．０。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木威，槙石规子，岩佐浩树，田中匠，重国智文，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]