JP2001288597A - 溶接缶用めっき鋼板 - Google Patents
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Abstract
れ、さらに塗料密着性、耐食性に優れた溶接缶用めっき
鋼板を提供する。 【解決手段】 鋼板表面の少なくとも片面に、錫めっき
層を片面当たり400 〜900mg/m2、金属クロム層を片面当
たり30〜110 mg/m2 、前記クロムの水和酸化物層を金属
クロム換算で片面当たり3.0 〜30.0mg/m2 形成する。な
お、錫めっき層の下層に鉄−錫合金層を金属錫換算で0.
05g/m2以上形成してもよい。
Description
ール缶等の大型容器向け缶用めっき鋼板に係り、とくに
色調が薄クロムめっき鋼板に類似した青黒系を呈し、皮
膜を除去することなく溶接を行うことができる溶接缶用
めっき鋼板に関する。本発明でいう鋼板は、鋼板に加え
て鋼帯をも含むものとする。
大型容器には、ぶりきや、薄クロムめっき鋼板(いわゆ
るティンフリー鋼板)が使用されてきた。なかでもティ
ンフリー鋼板を使用した大型容器が多い。これら大型容
器では、切板状とした鋼板を円筒状に成形し、その突き
合わせ部を電気抵抗溶接を用いた缶胴溶接機により接合
して缶胴とする溶接缶が多い。しかし、ぶりきに比べ安
価であり、使用量の大半を占めるティンフリー鋼板は、
有機溶剤には無塗装で十分な耐食性を有するという利点
はあるが、表面に電気抵抗の高いクロムの水和酸化物層
(クロム酸化物層)が形成され、溶接性が悪いという欠
点がある。このため、溶接箇所の鋼板表面を研削し表層
のクロム酸化物層を除去してから、溶接製缶する製缶方
法が採用されている。
て耐食性が劣化するという不具合もあり、また研削を行
うことにより、製缶コストが増大するという問題に加え
て、研削粉による製品汚染の防止が重要視されるように
なったため、無研削で溶接可能なめっき鋼板の開発が進
められ、種々のめっき鋼板が提案されている。例えば、
特公平2-16397 号公報、特開平2-298277号公報、特公平
6-96790 号公報には、鋼板表面に予め金属錫を粒状に分
散させ、その上に金属クロムとクロムの水和酸化物とを
めっき被覆した表面処理鋼板(めっき鋼板)が提案され
ている。
は、金属錫を分散させることにより、錫めっきによるコ
スト増加を抑制でき、さらに鋼板色調の変化を、従来か
ら使用されているティンフリー鋼板と比較して、やや白
っぽくなる程度に抑えることができるとしている。しか
し、めっき層中の金属クロム量が7 〜100mg/m2以下と少
ないため耐食性が不十分であるという問題があった。
790 号公報に記載された技術では、金属錫を粒状に分散
させることにより、錫めっきによるコスト増加を抑制で
き、さらに鋼板色調の変化を、従来から使用されている
ティンフリー鋼板と比較して、やや白っぽくなる程度に
抑えることができるとしている。しかしながら、金属錫
量が20〜200mg/m2と少ないため、溶接性の改善がまだ不
十分であるという問題があった。
表面に、Sn-Fe 合金層、金属Sn層、金属Cr層およびCr水
和酸化物層からなるクロメート層を順次積層してなる表
面処理鋼板が開示されている。特開平10-88392号公報に
記載された鋼板では、Sn-Fe合金層および金属Sn層にお
ける全Sn量を0.4 〜2.9g/m2 、金属Cr層中の金属Cr量を
25〜30mg/m2 、Cr水和酸化物層中のCr水和酸化物量を1
〜20mg/m2 としている。しかし、特開平10-88392号公報
に記載された鋼板では、めっき層中の金属クロム量が30
mg/m2 未満と少ないため耐食性が不十分であるうえ、鋼
板の色調が錫めっき層の色調に支配されて白っぽくなる
という問題もあった。
の少なくとも片面に、Fe-Sn-Ni合金層、金属Sn層を有
し、さらに鋼板両面の最外側に、金属Cr層およびCr水和
酸化物層からなる表面被覆を覆ってなる表面処理鋼板が
開示されている。この表面被覆は、主に缶内面となる側
の鋼板表面に付着量30〜200mg/m2の金属Cr層、Cr換算で
付着量3〜25mg/m2 のCr水和酸化物層からなる。しか
し、特開平11-117094 号公報に記載された鋼板では、鋼
板の色調が特にCr付着量の少ない領域で錫めっき層の色
調に支配されて白っぽくなるという問題もあった。
来技術の問題を解決し、生産性高く溶接缶を製造するた
めに、無研削で電気抵抗溶接が可能であり、さらに鋼板
の色調が従来のティンフリー鋼板と比較して遜色ない鋼
板外観を有する、溶接性に優れ、さらに塗料密着性、耐
食性に優れた溶接缶用めっき鋼板を提供することを目的
とする。なお、本発明鋼板の外観は、JIS Z 8729に規定
されるL* a* b* 系の表示で、L* 値:60〜90、a*
値:-2.0〜0.5 、b* 値:-2.5〜1.0 の範囲の色調を目
標とする。
課題を達成するために、鋭意研究した結果、鋼板表面に
均一な錫めっき層を形成し適正な付着量としたうえで、
該錫めっき層上に、適正量の金属Cr層およびCr水和酸化
物層を形成することにより、無研削で電気抵抗溶接が可
能で、かつ均一な溶接性を有し、耐食性が従来のティン
フリー鋼板と同等以上で、鋼板外観がティンフリー鋼板
に近い色調を有し、被膜密着性に優れた溶接缶用めっき
鋼板が製造できることを知見した。さらに、本発明にな
るめっき鋼板は、従来のぶりきでは不可能とされたアル
カリ、有機溶剤容器用として適用することが可能である
ことも知見した。
検討を加え完成されたものである。すなわち、本発明
は、鋼板表面の少なくとも片面に、錫めっき層と、金属
クロム層と、クロムの水和酸化物層とを順次形成してな
るめっき鋼板であって、前記錫めっき層を片面当たり40
0 〜900mg/m2、前記金属クロム層を片面当たり30〜110
mg/m2 、前記クロムの水和酸化物層を金属クロム換算で
片面当たり3.0 〜30.0mg/m2 形成することを特徴とする
溶接缶用めっき鋼板であり、また、本発明では、前記金
属クロム層の被覆率を面積率で70%以上とするのが好ま
しく、また、本発明では、前記クロムの水和酸化物層の
被覆率を面積率で70%以上とするのが好ましい。
面に、鉄−錫合金層と、錫めっき層と、金属クロム層
と、クロムの水和酸化物層とを順次形成してなるめっき
鋼板であって、前記鉄−錫合金層を片面あたり金属錫換
算で0.05g/m2以上、前記錫めっき層を片面当たり400 〜
900mg/m2、前記金属クロム層を片面当たり30〜110 mg/m
2 、前記クロムの水和酸化物層を金属クロム換算で片面
当たり3.0 〜30.0mg/m2形成することを特徴とする溶接
缶用めっき鋼板であり、また、本発明では、前記金属ク
ロム層の被覆率を面積率で70%以上とするのが好まし
く、また、本発明では、前記クロムの水和酸化物層の被
覆率を面積率で70%以上とするのが好ましい。
鋼板表面に被覆層を有するめっき鋼板である。被覆層
は、外層から、クロムの水和酸化物層と、金属クロム層
と、均一な錫めっき層と、あるいはさらに錫−鉄合金層
とから形成される。使用する鋼板は、とくに限定する必
要はなく、要求される特性により成分組成等を適宜決定
できる。
き原板)に、通常公知の脱脂処理と、さらに、好ましく
は酸洗処理とを施したのち、錫めっき処理を施され、錫
めっき層を鋼板表面に形成する。錫めっき層の形成は、
通常公知の錫めっき処理がいずれも適用できる。錫めっ
き処理としては、硫酸浴、ハロゲン浴、メタンスルフォ
ン酸浴等の酸性錫めっき浴がいずれも使用でき、所定量
の錫めっきを行うのが好ましい。
して形成される。均一な厚さの錫めっき層とすることに
より、表面外観の均一性が顕著に向上する。本発明で
は、錫めっきの条件をとくに限定する必要はなく、通常
の条件、例えば、鋼板を陰極として、ハロゲン浴をめっ
き浴とし、浴温:50〜55℃、電解条件:20〜40A/dm2 と
する電解処理を行う電気めっきとしてもよい。これによ
り、均一な錫めっき層が鋼板表面に形成される。
400 〜900mg/m2とする。錫めっき層の付着量が片面で40
0mg/m2未満では、溶接性が劣化し、一方、900mg/m2を超
えると、鋼板外観が錫めっきに近づきすぎるため、目標
の色調が達成できなくなるとともに、高価となり経済的
に不利となる。このため、錫めっき層は片面当たり400
〜900mg/m2とした。
き層の加熱溶融処理)を施し、錫めっき層と地鉄との間
に、鉄−錫合金層を形成してもよい。鉄−錫合金層は、
片面あたり金属錫換算で0.05g/m2以上とするのが好まし
い。鉄−錫合金層が片面あたり金属錫換算で0.05g/m2未
満では、錫めっき層の密着性が不足する。なお、鉄−錫
合金層の錫が全錫付着量の90%を超えると、溶接性が劣
化する。
めっき層の下層として鉄−錫合金層を形成したのち、錫
めっき層の上層として金属クロム層を形成する。金属ク
ロム層は、クロムめっき処理により形成される。クロム
めっき処理は、めっき浴中で鋼板を陰極とする電解処理
を行う電気めっきによる。クロムめっき処理方法は、通
常公知の方法でよく、同一のめっき浴中で、金属クロム
とクロムの水和酸化物とを同時に析出させてもよく、ま
た、異なっためっき浴中で金属クロムを析出させたの
ち、異なっためっき浴中でクロムの水和酸化物を析出さ
せてもよい。
含有するめっき液(クロメート液)を使用するのが好ま
しい。めっき液のとくに好ましい組成の例としては、Cr
O3:15〜70g/l 、硫酸:0.10〜0.25g/l であり、電流密
度を10〜100A/dm2とするのが好ましい。電流密度が、10
A/dm2未満では、クロムめっき効率が低くなり、一方、
100A/dm2を超えると、クロムめっき効率が低下するため
好ましくない。なお、クロムめっき処理を行う前に、炭
酸ナトリウム水溶液中での陰極電解を行って表層の酸化
錫を還元しておくのが、被膜密着性の観点から好まし
い。
して、金属クロム層とクロムの水和酸化物層が形成され
る。金属クロム層は、片面当たり30〜110 mg/m2 、クロ
ムの水和酸化物層を金属クロム換算で片面当たり3.0 〜
30.0mg/m2 形成する。金属クロム層の付着量が30mg/m2
未満では、耐食性が不十分であり、さらに鋼板の外観が
錫めっき鋼板に類似した白色となり、目標の鋼板色調を
得ることができなくなる。一方、110mg/m2を超えると、
耐食性の向上が飽和し付着量に見合う効果が期待できな
いうえ、めっき層の形成に多大の時間を要し生産性が低
下し、製造コストが上昇し経済的に不利となる。
m2未満では、被膜の密着性が不足し、一方、30.0mg/m2
を超えると、溶接性が劣化する。また、本発明では、金
属クロム層の被覆率を面積率で70%以上とするのが好ま
しい。金属クロム層の被覆率が70%未満では、鋼板外観
の均一性、被覆層の密着性が劣化する。なお、金属クロ
ム層の被覆率を70%以上を安定して確保するためにはク
ロムめっき液の硫酸/クロム酸重量割合を0.5 〜1.5 %
とするのが好ましい。
積率で70%以上とするのが好ましい。クロムの水和酸化
物層の被覆率が70%未満では、金属クロム層と同様に鋼
板外観の均一性、被覆層の密着性が劣化する。なお、ク
ロムの水和酸化物層の被覆率を70%以上を安定して確保
するためにはクロムめっき液の硫酸/クロム酸重量割合
を0.5 〜1.5 %とするのが好ましい。
て製品とされる。なお、各処理の間には水洗処理が行わ
れるのはいうまでもない。
れた低炭素冷延鋼板( 板厚:0.32mm)に、通常の脱脂処
理(アルカリ洗浄:NaOH 50g/l)、酸洗処理(硫酸:30
g/l)を施したのち、表1、表2に示す条件で錫めっき処
理、およびクロムめっき処理を行い、表3に示すような
表面に均一な厚さの錫めっき層と金属クロム層とクロム
の水和酸化物層(クロム酸化物層)とを順次、形成され
ためっき鋼板を得た。金属クロム層とクロムの水和酸化
物層の被覆率はX線プローブマイクロアナリシス(EP
MA)による元素マッピング像のCr、O被覆部の画像解
析による面積割合の解析により測定した。
査、溶接性試験、塗膜密着性試験、耐食性試験を実施し
た。 (1)表面外観検査 これら表面処理鋼板の表面外観を、目視観察および一部
の鋼板について、JISZ 8729の規定に準拠して、日本電
色工業(株)製「SQ−2000」で明度(L * )およ
びクロマティクネス指数( a* ,b* )を測定し、鋼板の
色調を評価した。なお、測定範囲は30mmφとした。そし
て、目視観察では、従来のティンフリー鋼板を基準とし
て、ティンフリー鋼板と同等のレベルの場合には◎、テ
ィンフリー鋼板とほぼ同等の場合を○、ティンフリー鋼
板とほぼ同等であるが若干のムラありの場合を△、ティ
ンフリー鋼板と異なる場合を×として評価した。 (2)溶接性試験 これら表面処理鋼板から試験片を採取し、溶接速度:20
m/min 、溶接加圧力:65kgf (637N)で、電流値を変えて
シーム溶接し、溶接部の強度が母材強度を超えるに必要
な下限電流値と、溶接部からちりが発生する電流値(上
限電流値)をもとめた。上限電流値と下限電流値の差を
適正溶接電流範囲とし、適正溶接電流範囲が大きいほど
溶接性が良好であると評価した。適正溶接電流範囲が一
次電流で3A以上を◎、3未満〜1A以上を○、1A未
満を×とした。 (3)塗膜密着性試験 これら表面処理鋼板から試験片を採取し、市販のエポキ
シフェノール系塗料を60mg/dm2塗布し、160 ℃×10 min
で焼付けを行ったのち、塗装面に碁盤目を1mm角で100
個導入し、テープ剥離試験によって塗膜の密着性を評価
した。塗膜剥離が見られない場合を○、塗膜剥離があっ
た場合を×として、塗膜密着性を評価した。 (4)耐食性試験 これら表面処理鋼板から試験片を採取し、表面に塗料
(エポキシフェノール系塗料)を塗布(60mg/dm2)し、
加熱し熱硬化させたのち、塗装面にナイフでクロスカッ
トを導入し、腐食試験に供した。腐食試験は、試験液
(1.5 %クエン酸+1.5 %塩化ナトリウム溶液、液温:
55℃)中に浸漬(96hr)する処理とした。試験後、クロ
スカット部の腐食状況を観察し、耐食性を評価した。ク
ロスカット部の腐食幅が0.3 mm以上を×、0.1 〜0.3 mm
未満を△、0.1mm 未満を○とした。
とほぼ同等の表面外観色調を示し、L* 、a* 、b* が
いずれも目標範囲内の色調を有している。また、本発明
例は溶接性、塗膜密着性、耐食性とも優れている。これ
に対し、本発明の範囲を外れる比較例は、表面外観、溶
接性、塗膜密着性、耐食性のいずれかが劣化している。
較して遜色がない鋼板外観と、溶接性、塗膜密着性およ
び耐食性とを兼ね備えた表面処理鋼板を安価に製造で
き、産業上格段の効果を奏する。また、18リットル缶、
ペール缶等の大型の溶接缶を効率高く製造できるという
効果もある。
Claims (3)
- 【請求項1】 鋼板表面の少なくとも片面に、錫めっき
層と、金属クロム層と、クロムの水和酸化物層とを順次
形成してなるめっき鋼板であって、前記錫めっき層を片
面当たり400 〜900mg/m2、前記金属クロム層を片面当た
り30〜110 mg/m2 、前記クロムの水和酸化物層を金属ク
ロム換算で片面当たり3.0 〜30.0mg/m 2 形成することを
特徴とする溶接缶用めっき鋼板。 - 【請求項2】 前記金属クロム層の被覆率が面積率で70
%以上であることを特徴とする請求項1に記載の溶接缶
用めっき鋼板。 - 【請求項3】 前記クロムの水和酸化物層の被覆率が面
積率で70%以上であることを特徴とする請求項1または
2に記載の溶接缶用めっき鋼板。
Priority Applications (1)
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JP2000100015A JP4423739B2 (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 溶接缶用めっき鋼板 |
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JP2000100015A JP4423739B2 (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 溶接缶用めっき鋼板 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2000100015A Expired - Fee Related JP4423739B2 (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 溶接缶用めっき鋼板 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP4423739B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008185502A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Sekisui House Ltd | 塗装鋼板の複合劣化試験方法 |
DE102022205117A1 (de) | 2022-05-23 | 2023-11-23 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Prüfung der Eignung einer Metalloberfläche für ein Schweißverfahren und Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen |
-
2000
- 2000-03-31 JP JP2000100015A patent/JP4423739B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008185502A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Sekisui House Ltd | 塗装鋼板の複合劣化試験方法 |
DE102022205117A1 (de) | 2022-05-23 | 2023-11-23 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Prüfung der Eignung einer Metalloberfläche für ein Schweißverfahren und Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen |
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JP4423739B2 (ja) | 2010-03-03 |
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