(57)【要約】  本発明は、金属被膜で被覆されている鋼帯または鋼板を後処理剤で処理する方法であって、後処理剤は、少なくとも１種のポリアルキレングリコールを含んでおり、金属被膜の表面に溶液として塗布される。本発明によれば、塗膜の改善された浸潤性と接着性を達成し、同時に被覆された表面の摩擦係数を可能な限り低下させ、被覆された鋼帯または鋼板の良好な加工性を提供するために、後処理剤はポリアルキレングリコールに加えて蛍光酸化防止剤を含んでいる。本発明はさらに、表面に、ポリアルキレングリコールおよび蛍光酸化防止剤を含んだ後処理剤の薄手被膜を備えた金属被膜が被覆された鋼帯または鋼板、特にブリキにも関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属被膜で被覆されている鋼帯または鋼板を後処理剤で処理する方法であって、
前記後処理剤は、少なくとも１種のポリアルキレングリコールを含んでおり、前記金属被膜の表面に溶液として塗布されるものであり、
前記ポリアルキレングリコールに加えて、前記後処理剤は蛍光酸化防止剤を含んでいる、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記酸化防止剤は蛍光性炭化水素であり、特に立体障害基によって置換されているフェノールである、
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記酸化防止剤はアスコルビン酸であり、特にＬ−（＋）−アスコルビン酸またはその塩である、
ことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記酸化防止剤は、ブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）またはブチルヒドロキシアニソール（ＢＨＡ）である、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記後処理剤は水溶液として存在し、前記水溶液内の前記ポリアルキレングリコールの濃度は０．１ｇ／Ｌから４００ｇ／Ｌであり、好適には１．０ｇ／Ｌから２００ｇ／Ｌである、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ポリアルキレングリコールの分子量は、２０００ｇ／ｍｏｌから２００００ｇ／ｍｏｌであり、好適には４０００ｇ／モルから１００００ｇ／モルである、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ポリアルキレングリコールは、好適には６０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有したポリエチレングリコール（ＰＥＧ）である、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記後処理剤は水溶液として存在し、前記水溶液中の前記酸化防止剤の濃度は０．００１ｇ／Ｌから４．０ｇ／Ｌである、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
金属被膜が被覆された前記鋼帯または前記鋼板の表面の塗布後に、前記後処理剤は絞りローラで搾り取られ、その後に乾燥工程が実施される、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記金属被膜の表面での乾燥処理後には、１ｍｇ／ｍ２から１０ｍｇ／ｍ２、好適には２ｍｇ／ｍ２から６ｍｇ／ｍ２の範囲の前記後処理剤の乾燥被膜層が存在する、
ことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記金属被膜の処理された表面の表面張力は４０ｍＮ／ｍを超えており、特に５０ｍＮ／ｍから６０ｍＮ／ｍの範囲である、
ことを特徴とする請求項９または１０記載の方法。
【請求項１２】
前記金属被膜の表面での前記後処理剤の塗布中に、前記後処理剤の塗布された層厚が検出される、
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記後処理剤の塗布された層厚は、蛍光分光分析法、特にレーザ誘起蛍光法（ＬＩＦ）によって検出される、
ことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
金属被膜が被覆された鋼帯または鋼板、特にブリキであって、前記金属被膜の表面、特にスズ被膜の表面に後処理剤の薄い被膜を有しており、前記後処理剤は少なくとも１種のポリアルキレングリコールを含んでおり、前記後処理剤は前記ポリアルキレングリコールに加えて蛍光酸化防止剤を含んでいる、
ことを特徴とする鋼帯または鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の前書き部分による金属被膜が被覆された鋼帯または鋼板の後処理剤による処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブリキの製造、特に、スズ被覆システムによって電解的にスズ被覆された鋼板の製造において、また、電解的にクロム被覆された鋼板（電解的にクロム被覆された鋼材、ＥＣＣＳ）の製造においては、金属が被覆された鋼板は、まず化学的または電気化学的に不動態化（パッシベーション）処理され、続いてグリース処理される。グリース処理によって、被覆された鋼板の摩擦係数は減少し、食料品または飲料品の缶の製造時に鋼板の向上した加工性、例えば、深絞り加工プロセスまたはしごき加工プロセスのための向上した加工性が提供される。この目的で、例えば、スズ被覆システムでのブリキ（スズ被覆された鋼板）の製造において、スズ被覆され、不動態化処理されたシート金属は、洗浄および乾燥後に、セバシン酸ジオクチル（ＤＯＳ）、クエン酸アセチルトリブチル（ＡＴＢＣ）またはステアリン酸ブチル（ＢＳＯ）によって静電気的にグリース処理される。被覆された鋼板のグリース処理に使用される物質は、良好な塗料接着も確実に提供しなければならない。なぜなら、一般的に被覆された鋼板は、耐腐食性および酸に対する抵抗性を向上させるために塗装されるからである。環境の保護に対する考慮の理由で、金属塗膜が提供された鋼板の塗装には、無溶剤または低溶剤塗料がますます多用されている。塗料の浸潤と塗料の接着に関し、これら塗料は被覆された鋼帯の表面の品質に対してますます高い要求を突き付ける。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、本発明の目的は、被覆された鋼帯または鋼板の良好な加工性を提供するため、向上した塗料浸潤性および塗料接着性を提供し、同時に摩擦係数を可能な限り低下させるように金属被膜が被覆された鋼帯または鋼板を処理する方法を提供することである。
【０００４】
ＧＢ８４５０９７から、スズ被覆された表面の腐食を防止することを目的とするブリキ表面のオイリングのためのポリアルキレングリコール含有後処理剤は知られている。この目的のため、ポリアルキレングリコールを含有するポリマーの水性エマルジョンがブリキ表面に塗布される。
【０００５】
金属被覆された鋼板（例えばブリキ）の液体性後処理剤での処理においては、後処理剤により影響を受けた処理後の鋼板表面の特性を意図的に調節できるように、被覆された鋼板の表面に被覆される後処理剤の層厚を望む適切な値に調節できることが有利である。本発明の別の目的は、金属被覆された表面への後処理剤の層の被覆時に後処理剤の被覆された層の厚み（層厚）が検出でき、意図的に調節できるように、液体の後処理剤による金属被膜が被覆された鋼帯または鋼板を処理する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的は本発明に従って、請求項１の特徴を備えた方法および請求項１４の特徴を備えた金属被膜が被覆された鋼帯または鋼板により達成される。方法の好適な実施態様は請求項２から請求項１３において提供されている。
【０００７】
本発明に従った方法において、金属被膜が被覆された鋼帯または鋼板は後処理剤で処理される。その後処理剤は少なくとも１種のポリアクリレングリコールを含み、溶液として金属被膜の表面に被覆される。ポリアルキレングリコールに加えて、後処理剤は少なくとも１種の蛍光酸化防止剤を含む。まず、蛍光性酸化防止剤により後処理剤に含まれるポリアルキレングリコールの（経年劣化）安定性は増加し、本発明により処理される鋼板の腐食に対する安定性も増加する。また、蛍光酸化防止剤の使用は、被覆時における金属被膜の表面に塗布される後処理剤の層厚の検出を可能にする。このように、個別にケースに合わせて、結果として提供される処理された鋼板の表面特性を調節することができるように後処理剤の被覆層の厚みを所望の適した値に調節することが可能となる。後処理剤に含有された蛍光酸化防止剤を使用することで、後処理プロセス中に、蛍光分光分析法、特にレーザ誘起蛍光法（ＬＩＦ）によって後処理剤の層厚を検出することが可能になる。
【０００８】
好適には酸化防止剤は蛍光性炭化水素、特に立体障害基によって置換されたフェノール類である。アスコルビン酸、特にＬ−（＋）−アスコルビン酸、またはアスコルビン酸の塩で成る群からの物質は特に好適な酸化防止剤であることが確認されている。同様に、本発明の方法において、ブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）またはブチルヒドロキシアニソール（ＢＨＡ）が酸化防止剤として使用できる。
【０００９】
好適には後処理剤は水溶液として存在し、金属被覆された鋼帯または鋼板の表面に噴霧式または浸漬式に塗布される。金属被覆された鋼帯または鋼板の表面での後処理剤の溶液の塗布後、好適には後処理剤は絞りローラによって絞り取られ、その後に乾燥される。１ｍｇ／ｍ２から１０ｍｇ／ｍ２の範囲、好適には２ｍｇ／ｍ２から６ｍｇ／ｍ２の範囲の乾燥被膜での後処理剤の被覆工程が特に適していることが判明している。従来からブリキおよびＥＣＣＳに対して使用されているグリース剤（ＤＯＳ、ＡＴＢＣまたはＢＳＯ）と比べて、本発明により処理された金属被膜の表面は実質的に高い表面張力を有しており、よって、向上した塗装浸潤性が提供される。従来式にグリース処理されたブリキの表面張力は、例えば、３２ｍＮ／ｍから３５ｍＮ／ｍの範囲であり、本発明に従って処理された金属被膜の表面は４０ｍＮ／ｍを超える表面張力であり、特には、５０ｍＮ／ｍから６０ｍＮ／ｍの範囲の表面張力である。本発明によって処理された金属被膜の摩擦係数は、好適には０．３未満であり、特にはμ＝０．１０から０．２５である。
【００１０】
後処理剤中に含まれるポリアルキレングリコールは、好適には２０００ｇ／ｍｏｌから２００００ｇ／ｍｏｌの範囲、さらに好適には４０００ｇ／ｍｏｌから１００００ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有する。ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）の使用は、特に好適であることが判明している。しかし、他種のポリアルキレングリコール、例えば、ポリプロピレングリコールやポリテトラメチレングリコールも使用できる。よって、塗料浸潤および処理表面の摩擦係数に関しては、例えば、６０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有し、“Ｌｉｐｏｘｏｌ（登録商標）６０００”の商品名で入手できるポリエチレンが特に適していることが判明している。
【００１１】
後処理剤の水溶液に含まれるポリアルキレングリコールは、好適には水溶液中で０．１ｇ／Ｌから４００ｇ／Ｌの濃度を有し、さらに好適には１．０ｇ／Ｌから２００ｇ／Ｌの濃度を有する。水溶液の酸化防止剤の濃度は、好適には０．００１ｇ／Ｌから４．０ｇ／Ｌである。後処理剤の水溶液の粘度は、好適には２０℃で０．５ｍｍ２／ｓ２から６０ｍｍ２／ｓ２であり、その屈折率は、好適には１．３０から１．４０の範囲である。後処理剤の水溶液の密度は、好適には０．９ｇ／ｃｍ３から１．１ｇ／ｃｍ３の範囲である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、実施例の説明を通して本発明がさらに詳細に説明されている。実施例はスズ被覆された鋼板（ブリキ）の後処理に関するものである。しかし、本発明の方法はこの利用例には限定されず、金属被覆が提供されている全ての鋼板において同様に利用することができる。特に、クロム被覆された鋼板（ＥＣＣＳ鋼板）またはスズ被覆された鋼板が、本発明の適した方法で処理することが可能である。
【００１３】
１．０ｇ／ｍ２から６ｇ／ｍ２の範囲でスズ被覆された従来のブリキに後処理剤の水溶液が噴霧された。この後処理剤の水溶液は噴霧ノズルを用いて可能な限り均等にブリキ表面に噴霧された。その後、噴霧された後処理剤は絞りローラで搾り取られ、乾燥工程が高温炉内で実施された。乾燥後、２ｍｇ／ｍ２から６ｍｇ／ｍ２の範囲で後処理剤の乾燥層被膜を検出することが可能であった。
【００１４】
使用された後処理剤の水溶液の作製には、分子量が６０００ｇ／ｍｏｌのポリエチレングリコール（ＰＥＧ）の水溶液が、０．１ｇ／Ｌから４００ｇ／Ｌの濃度で調製され、０．００１ｇ／Ｌから４．０ｇ／Ｌの濃度のアスコルビン酸（ビタミンＣ）と混合された。この水溶液は噴霧プロセスでブリキの表面に均等に噴霧された。
【００１５】
ブリキの表面での後処理剤の塗布中に、塗布された後処理剤の層厚が蛍光分光分析法によって検出された。このため、特にレーザ誘起蛍光法が利用された。後処理剤の塗布中にレーザ光がブリキ表面に向けられる。このレーザ照射光は後処理剤の被覆層によって吸収される。蛍光酸化防止剤（例えばアスコルビン酸）を含有する後処理剤の蛍光特性の結果として、後処理剤の層は照射されたレーザ光で刺激されて光（蛍光）を放出する。
【００１６】
レーザ誘起蛍光分析は、塗布された後処理剤の層厚を検出するのに特に適した方法であることが判明している。そこでは、照射レーザ光の好適に選択された波長を有した蛍光シグナルの減衰現象の時間積分測定が実施される。例えば、１ナノ秒の特定時間長の個別レーザパルスでの各刺激後、後処理剤の層によって放出される蛍光放射光の減衰現象が、好適に配置された測定窓で検出され、強度値Ｉ１およびＩ２として時間積分される。これら強度値の比Ｉ２／Ｉ１は、蛍光物質の量（および濃度と層の厚み）によって定まる。これで、妨害するバックグラウンドシグナルの分離によって、蛍光酸化防止剤の濃度と、塗布された後処理剤の層厚に対応する値の信頼性が高い検出が可能になる。後処理剤の水溶液中の蛍光酸化防止剤の特定濃度によって、塗布された後処理剤の層厚に関してこのように結論を導くことが可能である。
【００１７】
例えば、後処理剤の層の光による刺激は、例えば、２６６ｎｍから３５５ｎｍの放射線の波長で、典型的には２５０μＷのパルス電力を有した個別のレーザパルスを１０ｋＨｚの領域の繰返し周波数で放射するマイクロチップレーザで実現される。後処理剤の層によって放出された蛍光放射光は、光ファイバーケーブル内にカップリングされ、評価装置とカップリングされている検出器に導かれる。その検出器は、光ファイバを介して波長に関する蛍光シグナルを選択的に検出する光電子倍増管を含む。検出器パルスは時間積分方式で評価され、校正測定を介して、検出される測定パラメータ（ここでは、後処理剤の層厚）に変換される。
【００１８】
本発明の方法で、乾燥被膜が１ｍｇ／ｍ２から１０ｍｇ／ｍ２となるよう後処理剤を塗布し、その層厚を検出することが可能であった。このように処理されたブリキ表面は４０ｍＮ／ｍを超える表面張力を有し、特には５０ｍＮ／ｍから６０ｍＮ／ｍの表面張力を有する。このような表面張力は、無溶剤塗料または低溶剤塗料でのブリキ表面の塗布に特に好適であり、塗料浸潤性は大きく改善される。
【００１９】
本発明による後処理剤のために提案される成分は全て食料品との両立性を特徴とする。これは、食料品や飲料品のための缶のごとき食品の包装体の製造のために本発明により処理される鋼板の後日の利用にとって特に重要である。
【００２０】
本発明により処理されるブリキ表面は、例えば食料品や飲料品の缶の製造において良好な加工性を発揮する。このように、例えば、切断システムまたは塗装のために引張りと曲げの整合ローラによる機械の稼働時間は大きく短縮できる。驚くことに、本発明に従って処理されたブリキ表面は、従来式に処理された表面と比べてさらに明るく、さらに光沢がある表面を有する。これは、ブリキ表面に塗布された後処理剤の層の埃駆除効果によって実現できる。
【００２１】
後処理剤は液体として存在するので、後処理剤は他の形態のものより簡単にブリキに塗布することができ、特に、さらに有利に、そして素早く塗布することができる。これは、高価で保守が面倒な静電オイリングブーツを使用して塗布する必要があるＤＯＳやＡＴＢＣ等の従来の後処理剤と比べて有利である。一方、本発明は電解型鋼帯被覆システムの生産サイクルと簡単に一体化できる浸漬法または噴霧法による単純で低コストである液体の後処理剤の塗布を可能にする。このように、７５０ｍ／分までの高速鋼帯移動速度で鋼帯被覆システムを通過する鋼帯への液体の後処理剤の塗布も可能である。
【国際調査報告】
2015517929.tif 000002
2015517929.tif 000003
2015517929.tif 000004
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