容器用鋼板以及容器用鋼板的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及容器用鋼板以及容器用鋼板的制造方法。
[0002] 本申請基于在2013年5月21日在日本提出的專利申請2013-107304號要求優(yōu)先 權(quán)，在這里援引其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003] 作為飲料用和/或食品用的容器，較多地使用將鍍鎳（Ni)鋼板、鍍錫（Sn)鋼板、 鍍錫系合金鋼板等這樣的容器用鋼板進(jìn)行制罐而成的金屬容器。在這些容器用鋼板中，很 多的情況下，為了確保鋼板與涂裝膜或鋼板與薄膜的密著性以及耐腐蝕性，實(shí)施使用六價(jià) 鉻酸鹽等的鉻酸鹽防銹處理。但是，被用于鉻酸鹽防銹處理的六價(jià)鉻在環(huán)境上有害，因此以 往作為替代對容器用鋼板實(shí)施的鉻酸鹽防銹處理的處理，曾開發(fā)了利用鋯（Zr)_磷（P)皮 膜等化學(xué)轉(zhuǎn)化處理皮膜的處理（例如，參照以下的專利文獻(xiàn)1。）。
[0004] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1:日本國特開2007-284789號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在將利用了如上述那樣的容器用鋼板的金屬容器用于含有含硫（S)的氨基酸的 肉和蔬菜等食品的情況下，在殺菌處理時(shí)這些食品被加熱。此時(shí)，硫與錫、鐵（Fe)等結(jié)合從 而變色發(fā)黑。該現(xiàn)象被稱為硫化黑變，由此存在金屬容器內(nèi)表面的美觀性降低的問題。
[0008] 為了應(yīng)對這樣的硫化黑變，以往利用即使皮膜量少也可形成致密的皮膜的鉻酸鹽 實(shí)現(xiàn)了金屬容器的耐硫化黑變性。但是，在替代鉻酸鹽而利用鋯-磷皮膜等化學(xué)轉(zhuǎn)化處理 皮膜的情況下，當(dāng)減少皮膜量時(shí)，皮膜缺陷變多。因此，為了發(fā)揮優(yōu)異的耐腐蝕性，不能夠削 減皮膜量，成本削減困難。
[0009] 因此，希望得到能夠利用化學(xué)轉(zhuǎn)化處理皮膜來實(shí)現(xiàn)耐硫化黑變性和成本削減這兩 方的技術(shù)。
[0010] 因此，本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，本發(fā)明的目的在于，提供能夠利用化學(xué)轉(zhuǎn) 化處理皮膜來實(shí)現(xiàn)耐硫化黑變性以及成本削減的容器用鋼板以及容器用鋼板的制造方法。
[0011] 為了解決上述課題，本發(fā)明人進(jìn)行深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過在化學(xué)轉(zhuǎn)化處理皮 膜與鍍Sn層之間形成包含氧化錫（SnOx)的氧化皮膜層，能夠全部解決上述的課題。而且， 其要旨如下。
[0012] (1)本發(fā)明的第一方式為一種容器用鋼板，其特征在于，具備：鋼板；基底Ni層，其 是對上述鋼板的至少一面施加以金屬Ni量計(jì)含有5~150mg/m2的Ni的鍍Ni層或鍍Fe-Ni 合金層來形成的；鍍Sn層，其是在上述基底Ni層上施加以金屬Sn量計(jì)為300~3000mg/ m2的鍍Sn層、并通過熔錫處理將上述鍍Sn層和至少一部分的上述基底Ni層合金化來形成 的包含島狀Sn的層；氧化皮膜層，其在上述鍍Sn層上形成，并含有氧化錫；和，化學(xué)轉(zhuǎn)化處 理皮膜層，其在上述氧化皮膜層上形成，并含有以金屬Zr量計(jì)為1~500mg/m2的Zr和以P量計(jì)為0. 1~100mg/m2的磷酸，上述氧化皮膜層含有使該氧化皮膜層還原所需要的電量為 0. 3~10mC/cm2的量的上述氧化錫。
[0013] (2)在上述（1)所述的容器用鋼板中，上述氧化皮膜層含有使該氧化皮膜層還原 所需要的電量為5. 5~10mC/cm2的量的上述氧化錫。
[0014] (3)在上述（1)或（2)所述的容器用鋼板中，在使上述容器用鋼板的表面附著涂料 并進(jìn)行烘烤而形成涂膜后，在保持已沸騰1小時(shí)的〇. 6質(zhì)量％L-半胱氨酸液的耐熱瓶的瓶 口擱置并固定所述容器用鋼板，將上述耐熱瓶蓋上蓋，在上述蓋朝下的狀態(tài)下在ll〇°C下實(shí) 施30分鐘的熱處理，然后對上述容器用鋼板中的與上述耐熱瓶接觸的接觸部分進(jìn)行外觀 觀察，在此情況下，該接觸部分的面積的50%以上未發(fā)生黑變。
[0015] (4)本發(fā)明的第二方式為一種容器用鋼板的制造方法，其特征在于，包括以下步 驟：對鋼板的至少一面實(shí)施鍍Ni或鍍Fe-Ni合金，形成以金屬Ni量計(jì)含有5~150mg/m2的 Ni的基底Ni層的步驟；在上述基底Ni層上施加以金屬Sn量計(jì)為300~3000mg/m2的鍍Sn 層的步驟；在200°C以上300°C以下的溫度下進(jìn)行0. 2秒以上20秒以下的熔錫處理，一邊使 上述鍍Sn層和至少一部分的上述基底Ni層進(jìn)行合金化而形成包含島狀Sn的鍍Sn層，一邊 使該鍍Sn層的表面進(jìn)行表面氧化而形成含有氧化錫的氧化皮膜層的步驟；和在溫度為5°C 以上且低于90°C的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液中采用1.OA/dm2以上100A/dm2以下的電流密度以0. 2 秒以上150秒以下的電解處理時(shí)間進(jìn)行電解處理，在上述氧化皮膜層上形成化學(xué)轉(zhuǎn)化處理 皮膜層的步驟，所述化學(xué)轉(zhuǎn)化處理液含有l(wèi)〇ppm以上lOOOOppm以下的Zr離子、10ppm以上 lOOOOppm以下的氟離子、10ppm以上3000ppm以下的磷酸根離子、lOOpprn以上30000ppm以 下的硝酸根離子和/或硫酸根離子。
[0016] 根據(jù)上述的方式，在化學(xué)轉(zhuǎn)化處理皮膜層與鍍Sn層之間形成氧化皮膜層，由此能 夠利用化學(xué)轉(zhuǎn)化處理皮膜來實(shí)現(xiàn)耐硫化黑變性以及成本的削減。
【附圖說明】
[0017] 圖1A是模式地表示本發(fā)明實(shí)施方式中的容器用鋼板的說明圖。
[0018] 圖1B是模式地表示該實(shí)施方式中的容器用鋼板的說明圖。
[0019] 圖2A是用于對氧化皮膜層中的氧化錫的含量的測定方法進(jìn)行說明的說明圖。
[0020] 圖2B是用于對氧化皮膜層中的氧化錫的含量的測定方法進(jìn)行說明的說明圖。
[0021] 圖3A是用于對耐硫化黑變性的評價(jià)方法的流程的一例進(jìn)行說明的流程圖。
[0022] 圖3B是用于對耐硫化黑變性的評價(jià)方法進(jìn)行說明的說明圖。
[0023] 圖4是用于對該實(shí)施方式中的容器用鋼板的制造方法的流程的一例進(jìn)行說明的 流程圖。
[0024]圖5A是將氧化錫量與黃色度（YI)的關(guān)系繪圖而成的圖。
[0025]圖5B是將耐硫化黑變性的評價(jià)結(jié)果與黃色度（YI)的關(guān)系繪圖而成的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 以下一邊參照附圖一邊對本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式詳細(xì)地說明。另外，在本說明 書以及附圖中，對于具有實(shí)質(zhì)上相同的功能構(gòu)成的構(gòu)成要素，通過附帶相同的標(biāo)記而省略 重復(fù)說明。
[0027] <關(guān)于容器用鋼板的構(gòu)成>
[0028] 首先，一邊參照圖1A以及圖1B，一邊對本發(fā)明的實(shí)施方式中的容器用鋼板的構(gòu)成 詳細(xì)地說明。圖1A以及圖1B是模式地表示從側(cè)方觀察本實(shí)施方式中的容器用鋼板的情況 下的構(gòu)成的說明圖。
[0029] 本實(shí)施方式中的容器用鋼板10,如圖1A以及圖1B所示，具備：鋼板101、基底Ni 層103、鍍Sn層105、氧化皮膜層107、和化學(xué)轉(zhuǎn)化處理皮膜層109?；譔i層103、鍍Sn層 105、氧化皮膜層107以及化學(xué)轉(zhuǎn)化處理皮膜層109,可以如圖1A所示那樣僅在鋼板101的 一個(gè)表面形成，也可以如圖1B所示那樣在鋼板101的相互相對的兩個(gè)表面形成。
[0030][關(guān)于鋼板101]
[0031] 鋼板101作為本實(shí)施方式中的容器用鋼板10的母材使用。對于在本實(shí)施方式中 使用的鋼板101并沒有特別限定，可使用通常作為容器材料而使用的公知的鋼板。對于這 些公知的鋼板的制造方法、材質(zhì)也并沒有特別限定，可以由通常的鋼片（鋼坯）制造工序經(jīng) 過熱乳、酸洗、冷乳、退火，調(diào)質(zhì)乳制等公知的工序來制造。
[0032][關(guān)于基底Ni層103]
[0033] 在鋼板101的表面上，如圖1A以及圖1B所示，形成基底Ni層103?；譔i層 103,是至少含有以金屬Ni量計(jì)為5~150mg/m2的Ni的、由Ni或Fe-Ni合金構(gòu)成的Ni系 鍍層。該基底Ni層103通過對鋼板101實(shí)施鍍Ni或鍍Fe-Ni合金來形成。
[0034]由Ni或Fe-Ni合金構(gòu)成的Ni系鍍層是為了確保涂料密著性、薄膜密著性、耐腐蝕 性、焊接性而形成的。Ni是高耐腐蝕金屬，因此通過鍍Ni，可提高在后述的熔錫處理時(shí)所形 成的含有Fe和Sn的合金層的耐腐蝕性。由Ni帶來的提高合金層的涂料密著性、薄膜密著 性、耐腐蝕性、焊接性的效果，從基底Ni層103中的金屬Ni量成為5mg/m2以上的時(shí)間點(diǎn)開 始顯現(xiàn)，Ni含量越多，合金層的耐腐蝕性提高效果越增加。因此，將基底Ni層103中的金 屬Ni量設(shè)定為5mg/m2以上。
[0035] 另外，將基底Ni層103中的金屬Ni量設(shè)定為150mg/m2以下。這是因?yàn)?，在基?Ni層103中的金屬Ni量超過150mg/m2的情況下，不僅涂料密著性、薄膜密著性、耐腐蝕性、 焊接性的提高效果飽和，而且因?yàn)镹i是高價(jià)格的金屬，因此鍍覆超過150mg/m2的Ni在經(jīng) 濟(jì)上是不利的。
[0036] 再者，基底Ni層103的金屬Ni量更優(yōu)選為5~100mg/m2。
[0037] 另外，在進(jìn)行Ni擴(kuò)散鍍的情況下，在進(jìn)行鍍Ni后在退火爐中進(jìn)行擴(kuò)散處理，形成 Ni擴(kuò)散層。在Ni擴(kuò)散處理前后或者與此同時(shí)，也可以進(jìn)行氮化處理。即使是進(jìn)行了氮化處 理的情況，也能夠同時(shí)發(fā)揮作為本實(shí)施方式中的基底Ni層103的Ni的效果以及氮化處理 層的效果。
[0038] 作為鍍Ni和/或鍍Fe-Ni合金的方法，例如可利用一般在電鍍法中所進(jìn)行的公知 的方法。
[0039][關(guān)于鍍Sn層 105]
[0040] 在基底Ni層103上，如圖1A以及圖1B所示，通過鍍Sn形成鍍Sn層105。鍍Sn 層105是至少含有以金屬Sn量計(jì)為300~3000mg/m2的Sn的鍍層。