[發明專利]用于鈍化帶狀的黑鐵皮的方法

有效

• 申請號: 201410337358.3
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104294348B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 賴納·紹爾;安德烈亞·馬爾曼;赫爾穆特·奧伯霍費爾;塔季揚娜·卡斯多夫;格哈德·門策爾;迪爾克·馬圖舍克;賴納·格爾茨
• 申請（專利權）人: 蒂森克虜拉塞斯坦有限公司
• 主分類號: C25D11/34
• 分類號: C25D11/34
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,李慧

技術領域

本發明涉及一種用于鈍化帶狀的黑鐵皮的方法，其中，在第一個步驟中通過電化學處理黑鐵皮在黑鐵皮表面上形成惰性層，并且在進一步的步驟中在黑鐵皮的至少一個表面上涂覆上水狀的、無鉻的處理溶液，用于構造防腐蝕的轉化層，轉化層此外還構成用于漆和有機涂層材料的附著層。鈍化這個概念在這里要理解為在黑鐵皮上有針對性地產生保護層(這里：轉化層)，保護層能防止或者至少大幅度減緩黑鐵皮的腐蝕。本發明還涉及將根據本發明被處理的黑鐵皮用作包裝鋼材。

背景技術

為了保護金屬制表面不被腐蝕，公知許多方法，其中，金屬制表面配上由另一種、通常是非貴金屬的金屬(例如鋅和鉻)制成的涂層。因此，例如公知的黑鐵皮都要用鋅或鉻或者也可以用錫(然而錫相比鋼來說更稀有)涂層。為了特別是在食品領域生產包裝，例如廣泛使用的鍍錫的薄金屬片(白鐵皮)。白鐵皮的特征在于很強的抗腐蝕性和良好的可塑性以及可焊接性，因此非常適合用于制造包裝，例如飲料罐。

為了也能夠保護金屬涂層(例如白鐵皮中的錫涂層)不被腐蝕，并且為漆和人工材料涂層制造良好的附著基底，通常在金屬涂層的表面上涂覆上轉化層。

轉化層這個概念要理解為金屬表面上非金屬的、大部分是無機的、極薄的層，它們通常是通過水狀的處理溶液與金屬基底發生化學反應制造而成的。轉換涂層尤其是在金屬箔中確保了非常有效的防腐保護效果，為漆和人工材料提供了良好的附著基底，并且它們能減少表面摩擦和磨損。

根據基板的不同，有鐵、鋅或者錳的磷化處理法、電解液磷化處理法或鉻化法、草酸化法和陽極化法。被證明能非常有效地防腐的是含鉻的轉化層。在鉻化時，用酸性的、含有鉻(VI)離子的溶液處理金屬表面，其中，鉻(VI)還原為鉻(III)。通過處理在金屬表面上形成防腐的、含鉻的轉化層。

然而，鉻(VI)毒性極強并且致癌的。針對汽車制造和家用電器中的應用，歐盟已經禁止了用含有鉻(VI)的物質鈍化金屬表面。出于這個原因，在現有技術中研發了無鉻的轉化層。例如由WO 97/40208-A和EP2532769A1中公知用于在鋅制或鋁制表面上制造無鉻的轉化層的方法。在WO2008/119675中還描述了用于制造無鉻轉化層的處理溶液，它們含有含氧陽離子和鹵素配離子，這些成分使得轉化層無色并且略微呈彩虹色。

白鐵皮作為食品的包裝材料具備出色的特性，幾十年來就為此目的被生產和加工。然而，在白鐵皮中作為防腐涂層的錫卻由于全球資源的緊缺已經成為比較昂貴的材料。作為白鐵皮的代替，在現有技術中尤其是公知將以電解的方式用鉻涂層的鋼片用作包裝鋼材，它被稱為無錫的鋼片(無錫鍍層薄鋼板“Tin Free Steel”，TFS)或者被稱為“電解鉻涂層薄鋼板”(ECCS)。這些無錫的鋼片的特征一方面在于對漆或者有機保護層有良好的附著能力(例如由PP或PET制成)，然而另一方面在實施涂層法時，卻由于用于涂層的含有鉻VI的材料有毒且有害健康的特性而具有顯著缺點。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種無鉻的包裝鋼材，它適合用作無錫鋼片(TFS或ECCS)的代替和白鐵皮的代替，并且特別是不僅在抗腐蝕方面并且在對于漆或有機涂層的附著能力方面要與白鐵皮或無錫鋼片差不多。

該目的通過一種用于鈍化帶狀黑鐵皮的方法，具有以下步驟：通過將所述黑鐵皮引導穿過電解液進行電化學處理來構造惰性的鋼表面，沖洗所述黑鐵皮，將水狀的、無鉻的處理溶液施加到黑鐵皮的至少一個表面上來構造防腐的轉換層和用于漆和有機涂層材料的附著層。根據這種方法，使用未涂層的帶式黑鐵皮，并且在第一方法步驟中通過電化學處理使其表面惰性化，緊接著用水或者另一種沖洗液沖洗，并且最后在進一步的步驟中涂上防腐蝕的轉化涂層，為此在黑鐵皮的至少一個表面上涂覆上無鉻水狀的處理溶液。

根據一種實施方式，在本發明的方法中，所述黑鐵皮在所述電化學處理之前首先去除油脂，然后被沖洗、酸蝕并且再次被沖洗。

根據一種實施方式，在本發明的方法中，所述黑鐵皮在施加所述處理溶液以后被干燥，從而在所述黑鐵皮的所述表面上構造所述處理溶液的干燥涂覆面。

根據一種實施方式，在本發明的方法中，在接入作為陽極的所述黑鐵皮情況下通過將所述黑鐵皮引導穿過堿性電解液完成所述電化學處理。

根據一種實施方式，在本發明的方法中，所述轉化層通過在免沖洗法中施加水狀的所述處理溶液來涂覆。