JP2906829B2 - 溶接性に優れた表面処理鋼板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、容器等に使用される
溶接缶用の表面処理鋼板、特に、電解クロメート表面処
理鋼板に関するものである。詳細には、圧延方向に平行
な端面上に、Ｓｎ、ＺｎおよびＮｉのうちの少なくとも
１種以上からなるメッキ層を設けた表面処理鋼板に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】金属クロム層およびクロム水和酸化物層
を有する電解クロメート処理鋼板(TFS-CT)は、２ピース
缶および３ピース缶に使用されている。３ピース缶にお
いては、有機樹脂または特殊セメントを用いた接着缶お
よびスードロニック溶接機に代表される電気抵抗シーム
溶接法を用いた溶接缶の材料として普及している。しか
しながら、電解クロメート処理鋼板の溶接性は、冷延鋼
板および錫メッキ鋼板と比較して、著しく劣っており、
そのままでは溶接できない。従って、現状では、電解ク
ロメート処理鋼板を溶接する場合、電解クロメート処理
被膜を研磨除去後、溶接製缶する煩雑な工程を必要とし
ている。また、その結果生じる研磨屑による汚染という
問題も抱えている。

【０００３】電解クロメート処理鋼板の溶接性能の劣る
原因は、電解クロメート処理鋼板の被膜構造にある。そ
の被膜構造は、下層の金属クロム層と上層のクロム水和
酸化物層とから構成され、これらは硬質であるため、溶
接圧加時に鋼板と鋼板との接触面積が小さく不均一であ
り、更に、クロム水和酸化物層は、絶縁被膜で電気抵抗
が高いため、局部的に発熱し、チリを発生したり、溶接
ナゲット部にブローホールを生じたりする。また、これ
らの現象を回避するため溶接電流を低下させると、十分
な溶接強度を得ることができない。従って、無研磨で
は、適正溶接電流範囲が極めて狭く、安定した溶接製缶
ができないのである。

【０００４】一方、ブリキは金属錫層を有し、この金属
錫は、軟質で接触抵抗も小さいことから、鋼板と鋼板と
の一定の接触面積を確保し、均一な通電が可能となり、
更に融点も金属クロムより低く、TFS-CTより適正電流範
囲の広い安定した溶接製缶を可能としている。しかしな
がら、ブリキは、溶接製缶前工程で印刷塗装焼付けによ
って金属錫が鋼板と合金化するため、溶接に必要な金属
錫量が減少する。従って、印刷塗装焼付け後に溶接性能
を満足する金属錫量を確保する必要から、高価な錫の付
着量低減に限界があり、そのため価格においても限界が
ある。

【０００５】従って、現在、溶接性能に優れた安価な溶
接缶用素材が望まれており、この要求に対して、安価な
電解クロメート処理鋼板の溶接性能を改善する必要があ
る。本発明者らは、電解クロメート処理鋼板の溶接性の
改善を重ねた結果、溶接部端面が溶接性能に重要な役割
を果たしていることをつきとめ、本発明に到ったのであ
る。

【０００６】電解クロメート処理鋼板の溶接性の改善を
目的とした従来技術として、特開昭60-190597 号公報、
特開昭61-223197 号公報、特開昭62-139898 号公報、特
開昭62-274091 号公報、特開昭63-35718号公報および特
公平3-6894号公報がある。これら公報には、金属クロム
層上にSn、Ni、Cu、またはSn-Ni からなるメッキ層等の
溶接性能を高めるメッキ層を付与し、その上にクロム酸
化物層、または金属クロム層およびクロム酸化物層を有
する、シーム溶接に優れた溶接缶用材料について開示さ
れている（以下、「先行技術１」という）。先行技術１
では、溶接性能向上効果のあるメッキ層を金属クロム層
上全面に設けて、溶接性能の改善を図っているところに
特徴がある。

【０００７】しかしながら、溶接性能の改善をするので
あれば、溶接対象部分に改善が加えられればよいのであ
って、金属クロム層上全面に新たにメッキ層を付与する
ことは、材料コストの面から不利である。

【０００８】そこで、上述のような問題点を改良した形
の先行技術として、特開昭63-53289号公報および特開昭
63-262495 号公報がある。これら公報には、クロムメッ
キを施こした鋼板の上層に、缶径に応じた間隔でストラ
イブ上にSn、Zn、Zn-Sn 、Ni-Sn またはNi-Pからなるメ
ッキ層を設け、その上層および鋼板全面にクロム酸化物
層、または金属クロム層およびクロム酸化物層を生成せ
しめた表面処理鋼板が開示されている（以下、「先行技
術２」という）。先行技術２は、溶接性能の改善に必要
なメッキ層を、より少ない量にすることを可能としてい
る。

【０００９】ところが、缶径は常に一定ではなく、缶種
または需要家先の材料運用の点から、種々の間隔でスト
ライプ上にメッキ層を設けるということは、製造技術の
点で難易度が高い。更に、先行技術１にも共通すること
であるが、これら材料は溶接する前に必要なサイズに必
ずスリットされる。その結果、溶接部端面には、図９、
図１０に示すように必ず鋼が露出する。図９および図１
０は、先行技術１または２の溶接前ブランク材被膜構造
を示す模式図である。厳密には、この鋼表面に鉄の酸化
物層が形成されることになり、これが、溶接時のチリ
（スパッタ）発生の原因となり、更なる溶接性能向上の
阻害原因となっている。図９、図１０において、１は鋼
板、２は金属クロム層、３はSn、Ni、Zn、Sn−Ni等メッ
キ層、４は化成処理被膜（クロム水和酸化物層、または
金属クロム層とクロム水和酸化物層）、５は溶接部端面
（メッキなし：表面は鉄の酸化物）である。

【００１０】上述のような問題点を改良した形の先行技
術として、特開昭56-150196 公報がある。前記公報に
は、クロム酸処理鋼板の溶接接合部となるエッジおよび
端面部分に、Sn、Niまたはその合金をメッキした製造技
術が開示されている（以下、「先行技術３」という）。
しかしながら、先行技術３においては、電解クロメート
処理鋼板の缶サイズに合ったブランク形状にスリットし
た後、その溶接部分にメッキするという工程からなるた
めに、製缶工程が煩雑化するという欠点がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように、電解クロ
メート処理鋼板の溶接性能を改善した先行技術の溶接缶
用素材は、溶接性能が高められているが、下記〜の
問題を抱えている。 溶接性能が十分でない。 溶接ブランク材の溶接部端面の耐食性が悪い。 溶接部の補修性が悪い。 連続生産性が悪い。 歩留りが悪い。

【００１２】従って、この発明の目的は、溶接性能およ
びブランク材の溶接部端面の耐食性が極めて優れ、更
に、生産性にも極めて優れた、上記〜の全ての欠点
が同時に解決できる表面処理鋼板を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、鋼板の一方
または両方の圧延面に、一圧延面当たり３０ｍｇ／ｍ²
から５００ｍｇ／ｍ² の範囲内の金属クロム層と、前記
金属クロム層の上に形成された、一圧延面当たり３ｍｇ
／ｍ² から３０ｍｇ／ｍ² の範囲内のクロム水和酸化物
層とからなる電解クロメー被膜を有し、且つ、圧延方向
に平行な一方または両方の端面上に、実質的に前記端面
のみを被覆するように形成された、一端面当たり０．０
０５μｍから５μｍの範囲内の厚みを有する、Ｓｎ、Ｚ
ｎおよびＮｉのうちの少なくとも１種以上からなるメッ
キ層を有することに特徴を有するものである。また、鋼
板の一方または両方の圧延面に、一圧延面当たり３０ｍ
ｇ／ｍ² から５００ｍｇ／ｍ² の範囲内の金属クロム層
と、前記金属クロム層の上に形成された、一圧延面当た
り３ｍｇ／ｍ² から３０ｍｇ／ｍ² の範囲内のクロム水
和酸化物層とからなる電解クロメート被膜を有し、且
つ、圧延方向に平行な一方または両方の端面上に、実質
的に前記端面のみを被覆するように形成された被膜であ
り、一端面当たり１μｍ以下の厚みの金属クロム層と、
その上層の、一端面当たり０．００５μｍから５μｍの
範囲内の厚みを有する、Ｓｎ、ＺｎおよびＮｉのうちの
少なくとも１種以上からなるメッキ層とからなるメッキ
被膜を有することに特徴を有するものである。

【００１４】

【作用】電気抵抗シーム溶接法は、鋼板と鋼板とを重ね
合わせた部分を圧加通電する方法をとっている。これ
は、電気抵抗発熱によって鋼板同士を熱融着させ接合す
るというメカニズムを利用した方法である。本発明者ら
は、この溶接時の発熱形態に注目して、検討を重ねた結
果、以下、の知見を得た。 スプラッシュ発生の
原因は、溶接部端面が、もともとスプラッシュの発生し
やすい位置にあること、およびスリット後、端面に鋼が
露出して不可避的に形成される酸化物層の電気抵抗が高
いために、局部的に過剰発熱するということが重なり合
うためである。 低電流溶接での溶接強度不足の原因
は、端面の融点および硬度の物性に起因する。つまり、
溶接部重ね合せ面より端面が溶接性能に対して重要であ
る。

【００１５】これらの知見により、本発明は、電解クロ
メート処理鋼板の溶接部端面に溶接性能を付与する第２
元素（例えば、Snのように、ある程度低融点で且つ軟質
の元素）の被膜を形成させることで、端面の鋼の露出を
防ぎ、高電流でのスプラッシュを抑制し、更に、低電流
で溶接強度を確保できることを見出した。また、溶接部
端面に第２元素を付与することで、端面の防錆性にも優
れる。

【００１６】更に、本表面処理鋼板の端面のメッキは、
連続電解クロメートを行なう工程の一部で連続的に施せ
ばよく、ブランクにスリットした後、その溶接部分にメ
ッキするという煩雑な工程を踏む必要がなくなる。ま
た、本表面処理鋼板を溶接缶に供する際には、その構造
上、この鋼ストリップ幅方向が、溶接缶缶胴周方向長さ
に当たり、製造時に鋼ストリップ走行方向が缶高さ方向
となる。その結果、溶接ブランク材へのスリットは、缶
高さ方向に一回剪断すればよく、煩雑なスリット工程を
含む製缶工程の単純化も可能となり、連続生産性に優
れ、歩留りも向上する。

【００１７】本発明の表面処理鋼板は、電解クロメート
処理鋼板の圧延方向に平行な一方または両方の端面に、
Ｓｎ、ＺｎおよびＮｉのうちの少なくとも１種以上から
なるメッキ層を設けた被膜構造をとる。図１は本発明表
面処理鋼板を示す断面図である。図１において、１は鋼
板、６はメッキ層を設ける端面を示し、矢印に示すＬ方
向が圧延方向である。ＣはＣ方向を示す。また、本発明
表面処理鋼板の端面６の被膜構造を図２〜図７に示す。
図２〜図７は、本発明処理鋼板の端面の被膜構造の代表
例を示すものであり、製造時の電解クロメート処理と端
面に施こすＳｎ、ＺｎまたはＮｉ等のメッキ処理、更に
は、化成処理の順番関係および処理条件によっては、図
２〜図７に示されたものとは微妙に異なる構造のものも
あり得る。

【００１８】しかしながら、その基本構造は圧延方向
（Ｌ）方向に平行な両端面で同時に鉄地を露出させず、
少なくとも片端面において、鉄地面上にSn、ZnおよびNi
のうちのいずれか１種からなるメッキ層またはそれらの
うち２種以上を含む合金メッキ層を有するか、または、
少なくとも片端面において、鉄地面上に金属クロム層
と、金属クロム層上にSn、ZnおよびNiのうちのいずれか
１種からなるメッキ層またはそれらのうち２種以上を含
む合金メッキ層を有することにある。

【００１９】本発明処理鋼板において、電解クロメート
処理は、既存方法で行えばよく、耐食性、塗料密着性等
から金属クロム層は片面当たり30mg/m² 以上、クロム水
和酸化物層は片面当たり３mg/m² 以上が望ましい。ま
た、金属クロム層が片面当たり500mg/m²を超え、クロム
水和酸化物層が片面当たり30mg/m² を超えても上記作用
は飽和する。

【００２０】Snメッキ層は、フェロスタン浴、硫酸浴、
ハロゲン浴またはアルカリ浴による既存の錫メッキ方法
によって形成させる。Niメッキ層は、ワット浴、塩化
浴、スルファミン酸浴またはホウフッ化浴等の既存のニ
ッケルメッキ方法によって形成させる。Znメッキ層は、
酸性浴またはアルカリ浴による既存の亜鉛メッキ方法に
よって形成させる。Sn−Zn合金メッキ層は、ホウフッ化
酸浴、ピロリン酸浴、ケイフッ化浴等による既存のメッ
キ方法によって形成させる。Sn−Ni合金メッキ層は、塩
化第一錫、塩化ニッケル、酸性フッ化アンモニウム、フ
ッ化ナトリウム等の混合液による既存のメッキ方法によ
って形成させる。Zn−Ni合金メッキ層は、硫酸浴等の既
存のメッキ方法によって形成させる。Sn−Zn−Ni合金メ
ッキ層は既存の方法によって形成させればよい。以上の
ように、本発明の表面処理鋼板のメッキ層の形成は、特
定の方法に限定させるものではない。

【００２１】このような、既存メッキ方法の処理工程を
組み合わせることによって、本発明処理鋼板を製造でき
る。例えば、請求項１の場合、端面構造図図２に示すよ
うに、電解クロメート処理後、アフタートリムを施こ
し、その後、溶接性能を付与するSn、NiまたはZnメッキ
層、Sn−Zn、Sn−Ni、Zn−NiまたはSn−Zn−Ni合金メッ
キ層を形成させることによって製造できる。請求項２の
場合、端面構造図図３に示すように、図２のメッキ層上
に化成処理を施こすことによって製造できる。更に、端
面構造図図４に示すように、この化成処理が、同時に金
属クロムを析出させるような場合は、請求項３になる。
または、端面構造図図４に示すように、溶接性能を付与
するSn等のメッキ層を形成させた後、電解処理を施こす
ことによって製造できる。

【００２２】請求項４の場合、端面構造図図５に示すよ
うに、電解クロメート処理後、溶接性能を付与するSn、
Niまたは、Znメッキ層、Sn−Zn、Sn−Ni、Zn−Niまたは
Sn−Zn−Ni合金メッキ層を形成させることによって製造
できる。請求項５の場合、端面構造図図６に示すよう
に、図５の被膜上に化成処理を施こすことによって製造
できる。更に、端面構造図図７に示すように、この化成
処理が、同時に金属クロムを析出させるような場合は、
請求項６になる。

【００２３】電解クロメート処理鋼板の圧延方向に平行
な一方または両方の端面に形成したＳｎ、Ｎｉまたは、
Ｚｎメッキ層、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｎｉ、Ｚｎ−Ｎｉた
はＳｎ−Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキ層の厚みが、鋼板の一端
面当たり０．００５μｍ未満では、溶接性向上の効果が
不十分となるとともに、それらが鋼板上に形成されてい
る場合、端面の鋼の酸化を十分に抑制できなくなる。一
方、５μｍ超では、層の形成が難しくなるとともに、溶
接性向上の効果も飽和するため、これら端面のメッキ層
は一端面当たり０．００５μｍから５ｍの範囲内に制限
した。ただし、５μｍ超の層が形成されても性能上何ら
問題はない。

【００２４】また、Sn−Zn合金メッキ層、Sn−Ni合金メ
ッキ層、Zn−Ni合金メッキ層およびSn−Zn−Ni合金メッ
キ層の各金属の含有量は任意に選択してよい。また、Sn
等の第２元素の被膜上にクロム水和酸化物層を設けた場
合、第２元素の酸化を抑制できるが、耐端面錆性能に更
に有利に働くが、その効果は0.01μm 超で飽和し、ま
た、0.01μm 超で端面は硬質で電気抵抗の高いクロム水
和酸化物の物性を帯び、溶接が不安定となるため、0.01
μm 以下に限定すべきである。

【００２５】更に、Sn等の第２元素のメッキ層の下層ま
たは上層に形成される金属クロム層は、端面の耐食性に
有利に働き、Sn等の第２元素の酸化抑制の効果もある
が、鋼板の一端面当たり１μm 超では端面の硬質の金属
クロムの物性を帯び、溶接時の鋼板−鋼板間のなじみが
悪く、溶接が不安定となるため、１μm 以下に限定すべ
きである。ただし、端面に形成されたSn等の第２元素の
メッキ層上のクロム水和酸化物層またはSn等の第２元素
めっき層の下層あるいは上層の金属クロム層は、形成さ
せなくても性能に何ら問題はない。更に、鋼板端面の鋼
上に形成した金属クロム層は、実際のめっき工程でのエ
ッジ回り込みを考慮して１μm 以下が望ましい。以上の
ように、端面のメッキに際し、Sn等の第２元素のメッキ
層などが不可避的に圧延面にまでそのメッキが及ぶ場合
でも、圧延面に形成されたこれら被膜は、何ら影響する
ものではない。

【００２６】本発明処理鋼板の利用法として、上述のよ
うに、両端面メッキした本発明表面処理鋼板の幅方向の
一部で鋼板の長さ方向に切断し、この切断面に端面にし
たと同じ処理を施こし、上述のような端面にメッキした
エッジと、切断面にメッキした切断によってできた新た
なエッジとを重ねて溶接することも可能であり、この場
合でも溶接性は十分に確保される。

【００２７】

【実施例】次に、この発明を実施例によって説明する。
下記に示す、本発明範囲外の表面処理鋼板の比較例１か
ら４、および、本発明範囲内の表面処理鋼板の実施例１
から21を調製した。

【００２８】〔比較例１〕 CrO₃ :175g/l、Na₂ SiF₆ :5g/l、Na₂ SO₄ :0.9g/l 、NH
₄ F:2g/lのメッキ液中で、鋼板の表面（圧延面）にメッ
キを施こした結果、被膜構造は、圧延面に一圧延面当た
り付着量100mg/m²の金属クロム層および付着量10mg/m²
のクロム水和酸化物層を有し、圧延方向に平行な両端面
は鋼が露出している電解クロメート処理鋼板。

【００２９】〔比較例２〕 フェノールスルホン酸:70g/l、硫酸第一錫: 60g/l 、光
沢剤:2g/l のメッキ液中で、比較例１の電解クロメート
処理鋼板の圧延面にメッキを施こした結果、被膜構造
は、鋼板の表面（圧延面）に一圧延面当たり付着量150m
g/m²の錫メッキ層を有し、圧延方向に平行な両端面は鋼
が露出している表面処理鋼板。

【００３０】〔比較例３〕実施例１の表面処理鋼板の圧
延方向に平行な端面に形成されたSnメッキ層上に、Cr
O₃:50g/l、NH₄F:2g/l のメッキ液中で、クロム水和酸化
物層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表面（圧延
面）に金属クロム層とクロム水和酸化物層を有し、圧延
方向に平行な両端面は鋼板上のSn層の上に0.02μm の厚
みのクロム水和酸化物層を有する表面処理鋼板。

【００３１】〔比較例４〕 鋼板の圧延方向に平行な端面に、比較例２に記した組成
の錫メッキ液中でSn層を形成させ、その後、比較例１に
記した組成のクロムメッキ液中で鋼板の表面（圧延面）
および圧延に平行な端面に電解クロメート処理を行なっ
た結果、被膜構造は、鋼板の表面に一圧延面当たり付着
量100mg/m²の金属クロム層、その上に付着量5mg/m²のク
ロム水和酸化物層を有し、圧延方向に平行な端面は0.02
μm の厚みのSn層、その上に2 μm の厚みの金属クロム
層、更に、その上に0.008 μm の厚みの水和酸化物層を
有する表面処理鋼板。

【００３２】〔実施例１〕比較例１の電解クロメート処
理鋼板の圧延方向に平行な両端面に露出した鋼上に、比
較例１で記した組成の錫メッキ液中でSn層を形成させた
結果、被膜構造は、鋼板の表面（圧延面）に金属クロム
層とクロム水和酸化物層を有し、圧延方向に平行な両端
面は鋼板上に0.02μm の厚みのSn層を有する表面処理鋼
板。

【００３３】〔実施例２〕比較例１の電解クロメート処
理鋼板の圧延方向に平行な両端面に露出した鋼上に、Zn
SO₄:300g/l、H₂SO₄:5g/l、Na₂SO₄:30g/lのメッキ液中で
Zn層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表面（圧延
面）に金属クロム層とクロム水和酸化物層を有し、圧延
方向に平行な両端面は鋼板上に0.02μm の厚みのZn層を
有する表面処理鋼板。

【００３４】〔実施例３〕比較例１の電解クロメート処
理鋼板の圧延方向に平行な両端面に露出した鋼上に、ワ
ット浴中でNi層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の
表面（圧延面）に金属クロム層とクロム水和酸化物層を
有し、圧延方向に平行な両端面は鋼板上に0.02μm の厚
みのNi層を有する表面処理鋼板。

【００３５】〔実施例４〕実施例１の表面処理鋼板の圧
延方向に平行な端面に形成されたSnメッキ層上に、Cr
O₃: 50g/l 、NH₄F:2g/l のメッキ液中でクロム水和酸化
物層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表面（圧延
面）に金属クロム層とクロム水和酸化物層を有し、圧延
方向に平行な両端面は鋼板上のSn層の上に0.008 μm の
厚みのクロム水和酸化物層を有する表面処理鋼板。

【００３６】〔実施例５〕実施例２の表面処理鋼板の圧
延方向に平行な端面に形成されたZnメッキ層上に、Cr
O₃: 50g/l 、NH₄F:2g/l のメッキ液中でクロム水和酸化
物層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表面（圧延
面）に金属クロム層とクロム水和酸化物層を有し、圧延
方向に平行な両端面は鋼板上のZn層の上に0.008 μm の
厚みのクロム水和酸化物層を有する表面処理鋼板。

【００３７】〔実施例６〕実施例３の表面処理鋼板の圧
延方向に平行な端面に形成されたNiメッキ層上に、Cr
O₃: 50g/l 、NH₄F:2g/l のメッキ液中でクロム水和酸化
物層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表面（圧延
面）に金属クロム層とクロム水和酸化物層を有し、圧延
方向に平行な両端面は鋼板上のNi層の上に0.008 μm の
厚みのクロム水和酸化物層を有する表面処理鋼板。

【００３８】〔実施例７〕比較例１の電解クロメート処
理鋼板の圧延方向に平行な鋼の露出している端面の一方
に、比較例２に記した組成の錫メッキ液中でSn層を形成
させた結果、被膜構造は、鋼板の表面（圧延面）に金属
クロム層とクロム水和酸化物層を有し、端面の一方は鋼
板上に0.02μm の厚みのSn層を有し、他方は鋼が露出し
ている表面処理鋼板。

【００３９】〔実施例８〕実施例７の表面処理鋼板の圧
延方向に平行な両端面の一方に形成されたSnメッキ層上
に、CrO₃: 50g/l 、NH₄F:2g/l のメッキ液中でクロム水
和酸化物層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表面
（圧延面）に金属クロム層とクロム水和酸化物層を有
し、端面の一方は鋼板上のSn層の上に0.008 μm の厚み
のクロム水和酸化物層を有し、他方は鋼が露出している
表面処理鋼板。

【００４０】〔実施例９〕 比較例１に記したクロムメッキ液中で鋼板の表面（圧延
面）および圧延方向に平行な端面に電解クロメート処理
を施こした後、比較例２に記した組成の錫メッキ液中で
圧延方向に平行な金属クロム層で被覆されている両端面
に、Snメッキ層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の
表面（圧延面）に一圧延面当たり付着量100mg/m²の金属
クロム層の上に10mg/m² のクロム水和酸化物層を有
し、圧延方向に平行な両端面は、厚み0.5 μm の金属ク
ロム層上に0.02μm の厚みのSn層を有する表面処理鋼
板。

【００４１】〔実施例１０〕 比較例１に記したクロムメッキ液中で、鋼板の表面（圧
延面）および圧延方向に平行な端面に電解クロメート処
理を施こした後、SnSO₄ :50g/l、ZnSO₄ :5g/l、Na₂ SO
₄ :5g/l 、KCN:20g/l のメッキ液中で圧延方向に平行な
金属クロム層で被覆されている両端面にSn−Zn合金層を
形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表面（圧延面）に
一圧延面当たり付着量100mg/m²の金属クロム層の上に10
mg/m² のクロム水和酸化物層を有し、圧延方向に平行な
両端面は厚み0.5 μm の金属クロム層上に厚み0.02μm
のSn−Zn合金層を有する表面処理鋼板。

【００４２】〔実施例１１〕 比較例１に記したクロムメッキ液中で、鋼板の表面（圧
延面）および圧延方向に平行な端面に電解クロメート処
理を施こした後、NiCl₂ ・6H₂ O:250g/l、SnCl₂ : 50g/
l 、Na₄ Cl:100g/l 、NH₄ F :60g/l: のメッキ液中で圧
延方向に平行な金属クロム層で被覆されている両端面に
Sn−Ni合金層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表
面（圧延面）に一圧延面当たり付着量100mg/m²の金属ク
ロム層の上に10mg/m² のクロム水和酸化物層を有し、圧
延方向に平行な両端面は厚み0.5μm の金属クロム層上
に厚み0.02μm のSn−Ni合金層を有する表面処理鋼板。

【００４３】〔実施例１２〕 比較例１に記したクロムメッキ液中で、鋼板の表面（圧
延面）および圧延方向に平行な端面に電解クロメート処
理を施こした後、ZnO:15g/l 、NiCl₂ :50g/l、H ₃ B
O₃ :20g/l のメッキ液中で圧延方向に平行な金属クロ
ム層で被覆されている両端面にZn−Ni合金層を形成させ
た結果、被膜構造は、鋼板の表面（圧延面）に一圧延面
当たり付着量100mg/m²の金属クロム層の上に10mg/m² の
クロム水和酸化物層を有し、圧延方向に平行な両端面は
厚み0.5 μm の金属クロム層上に厚み0.02μm のZn−Ni
合金層を有する表面処理鋼板。

【００４４】〔実施例１３〕 比較例１に記したクロムメッキ液中で、鋼板の表面（圧
延面）および圧延方向に平行な端面に電解クロメート処
理を施こした後、SnSO₄ :20g/l、ZnSO₄ :50g/l、NiS
O₄ :100g/l 、Na₂ SO₄ :20g/lのメッキ液中で圧延方向
に平行な金属クロム層で被覆されている両端面にSn−Zn
−Ni合金層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表面
（圧延面）に一圧延面当たり付着量100mg/m²の金属クロ
ム層の上に10mg/m² のクロム水和酸化物層を有し、圧延
方向に平行な両端面は厚み0.5 μm の金属クロム層上に
厚み0.02μm のSn−Zn−Ni合金層を有する表面処理鋼
板。

【００４５】〔実施例１４〕CrO₃:50g/l、NH₄F:2g/l の
メッキ液中で、実施例９の表面処理鋼板の圧延方向に平
行な端面に形成されたSnメッキ層上にクロム水和酸化物
層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表面（圧延
面）に金属クロム層とクロム水和酸化物層を有し、圧延
方向に平行な両端面は金属クロム層上にSn層、更に、そ
の上に0.008 μm の厚みのクロム水和酸化物層を有する
表面処理鋼板。

【００４６】〔実施例１５〕CrO₃:50g/l、NH₄F:2g/l の
メッキ液中で、実施例１０の表面処理鋼板の圧延方向に
平行な端面に形成されたSn−Znメッキ層上にクロム水和
酸化物層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表面
（圧延面）に金属クロム層とクロム水和酸化物層を有
し、圧延方向に平行な両端面は金属クロム層上にSn−Zn
層、更に、その上に0.008 μm の厚みのクロム水和酸化
物層を有する表面処理鋼板。

【００４７】〔実施例１６〕CrO₃:50g/l、NH₄F:2g/l の
メッキ液中で、実施例１１の表面処理鋼板の圧延方向に
平行な端面に形成されたSn−Niメッキ層上にクロム水和
酸化物層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表面
（圧延面）に金属クロム層とクロム水和酸化物層を有
し、圧延方向に平行な両端面は金属クロム層上にSn−Ni
層、更に、その上に0.008 μm の厚みのクロム水和酸化
物層を有する表面処理鋼板。

【００４８】〔実施例１７〕CrO₃:50g/l、NH₄F:2g/l の
メッキ液中で、実施例１２の表面処理鋼板の圧延方向に
平行な端面に形成されたZn−Niメッキ層上にクロム水和
酸化物層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表面
（圧延面）に金属クロム層とクロム水和酸化物層を有
し、圧延方向に平行な両端面は金属クロム層上にZn−Ni
層、更に、その上に0.008 μm の厚みのクロム水和酸化
物層を有する表面処理鋼板。

【００４９】〔実施例１８〕CrO₃:50g/l、NH₄F:2g/l の
メッキ液中で、実施例１３の表面処理鋼板の圧延方向に
平行な端面に形成されたSn−Zn−Niメッキ層上にクロム
水和酸化物層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表
面（圧延面）に金属クロム層とクロム水和酸化物層を有
し、圧延方向に平行な両端面は金属クロム層上にSn−Zn
−Ni層、更に、その上に0.008 μm の厚みのクロム水和
酸化物層を有する表面処理鋼板。

【００５０】〔実施例１９〕 比較例１に記したクロムメッキ液中で、鋼板の表面（圧
延面）および圧延方向に平行な端面の一方に電解クロメ
ート処理を施こした後、比較例２に記した組成のメッキ
液中で金属クロム層で被覆されている端面にSnメッキ層
を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表面（圧延面）
に一圧延面当たり付着量100mg/m²の金属クロム層の上に
10mg/m² のクロム水和酸化物層を有し、圧延方向に平行
な端面の一方は厚み0.5 μm の金属クロム層上に厚み0.
02μm のSn層を有し、他方は鋼が露出している表面処理
鋼板。

【００５１】〔実施例２０〕実施例１９の表面処理鋼板
の圧延方向に平行な端面に形成されたSnメッキ層上に、
比較例１に記した組成のメッキ液中でクロム水和酸化物
層を形成させた結果、被膜構造は、鋼板の表面（圧延
面）に金属クロム層とクロム水和酸化物層を有し、圧延
方向に平行な端面の一方は金属クロム層上にSn層、更
に、その上に、0.008 μm の厚みのクロム水和酸化物層
を有し、他方は鋼が露出している表面処理鋼板。

【００５２】〔実施例２１〕 鋼板の圧延方向に平行な端面に比較例２に記した組成の
錫メッキ液中でSn層を形成させ、その後、比較例１に記
した組成のクロムメッキ液中で、鋼板の表面（圧延面）
および圧延に平行な端面に電解クロメート処理を行なっ
た結果、被膜構造は、鋼板の表面（圧延面）に一圧延面
当たり付着量100mg/m²の金属クロム層、その上に付着量
5mg/m²のクロム水和酸化物層を有し、圧延方向に平行な
端面は0.02μm の厚みのSn層、その上に0.5 μm の厚み
の金属クロム層、更に、その上に、0.008 μm の厚みの
水和酸化物層を有する表面処理鋼板。

【００５３】そして、調製された比較例１から４、実施
例１から21の表面処理鋼板のサンプルに対して、溶接性
能および耐端面錆性の評価を行なった。溶接性能評価
は、溶接試験で行なった。溶接条件は、：周波数200H
z 、：溶接スピード30mpm 、：圧加力50Kgf であっ
た。溶接電流下限値をテアリングテスト、また、溶接電
流上限値をチリ発生から決定して適正溶接電流範囲を求
め、溶接評価を行なった。その評価結果を表１に示す。

【００５４】

【表１】

【００５５】表１から、両端面にメッキされた実施例１
から６、９から１８、２１は、端面にメッキされていな
い比較例１に比べて、大幅に溶接性能が向上している。
更に、金属クロム層上にメッキして溶接性能を改善した
比較例２に比べても適正溶接電流範囲が広い。一方、一
方の端面にメッキされた実施例７、８、１９、および２
０においても、比較例２とほぼ同等の適正溶接電流範囲
であった。これは、図８に示すように、溶接時に、溶接
部端面のSn、Zn、Niのうちのいずれか１種からなるメッ
キ層またはそれらのうち２種以上を含む合金メッキ層に
よる端面の鋼の酸化抑制の結果、図８に示すＸ部で局部
発熱を著しく抑制するために、上限溶接電流値の向上を
可能とし、適正電流範囲を広くしている。

【００５６】耐端面錆性の試験として、サンプルを45
℃、比較湿度95％の環境下に１ヶ月放置し、目視により
耐端面錆性の評価を行なった。その結果を表２に示す。
表２において、×印：錆面積30％以上、○印：錆面積30
％未満を示す。

【００５７】

【表２】

【００５８】表２から、端面に第２元素のメッキ層を形
成したサンプルは、耐端面錆性に優れている。つまり、
第２元素のメッキ層は、鋼板の酸化を抑制する役割を果
たしていることに他ならない。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、下記に示す工業上有用な効果がもたらされる。 (1) 本発明表面処理鋼板のように、電解クロメート処理
鋼板の端面にSn、ZnおよびNiのうちのいずれか１種から
なるメッキ層またはそれらのうち２種以上を含む合金メ
ッキ層を設けることによって、極めて優れた溶接性能
を電解クロメート処理鋼板に付与できるとともに、付随
的に、耐端面錆性能を向上できる効果が得られる。 (2) また、本発明表面処理鋼板においては、端面メッキ
が電解クロメート処理工程内で連続処理で実施可能なこ
と、更に、鋼ストリップ幅方向が缶胴周方向長さとな
り、鋼ストリップ走行方向が缶高さにできるため、表面
処理後、少なくとも１回の剪断で溶接用ブランクの用意
が可能となり、溶接前の煩雑な材料準備工程の単純化が
可能となることから、生産性、歩留り向上の観点からも
優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明表面処理鋼板の１実施態様を示す断面図

【図２】本発明表面処理鋼板のエッジ端面被膜構造を示
す模式図

【図３】本発明表面処理鋼板のエッジ端面被膜構造を示
す模式図

【図４】本発明表面処理鋼板のエッジ端面被膜構造を示
す模式図

【図５】本発明表面処理鋼板のエッジ端面被膜構造を示
す模式図

【図６】本発明表面処理鋼板のエッジ端面被膜構造を示
す模式図

【図７】本発明表面処理鋼板のエッジ端面被膜構造を示
す模式図

【図８】本発明表面処理鋼板の溶接時の被膜構造を示す
模式図

【図９】先行技術１の溶接前ブランク材の被膜構造を示
す模式図

【図１０】先行技術２の溶接前ブランク材の被膜構造を
示す模式図

【符号の説明】

１ 鋼板 ２ 金属クロム層 ３ Sn、Ni、Zn、Sn−Ni等メッキ層 ４ 化成処理被膜 ５ 溶接部端面 ６ メッキ ７ クロム水和酸化物層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 豊文 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−150200（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−129993（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−56896（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−211099（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C25D 11/38

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板の一方または両方の圧延面に、一圧
   延面当たり３０ｍｇ／ｍ² から５００ｍｇ／ｍ² の範囲
   内の金属クロム層と、前記金属クロム層の上に形成され
   た、一圧延面当たり３ｍｇ／ｍ² から３０ｍｇ／ｍ² の
   範囲内のクロム水和酸化物層とからなる電解クロメー被
   膜を有し、且つ、圧延方向に平行な一方または両方の端
   面上に、実質的に前記端面のみを被覆するように形成さ
   れた、一端面当たり０．００５μｍから５μｍの範囲内
   の厚みを有する、Ｓｎ、ＺｎおよびＮｉのうちの少なく
   とも１種以上からなるメッキ層を有することを特徴とす
   る溶接性に優れた表面処理鋼板。
2. 【請求項２】 前記メッキ層の上層に、一端面当たり
   ０．０１μｍ以下の厚みのクロム水和酸化物層を有する
   請求項１記載の表面処理鋼板。
3. 【請求項３】 前記メッキ層の上層に、一端面当たり１
   μｍ以下の厚みの金属クロム層と、更にその上層に、
   ０．０１μｍ以下の厚みのクロム水和酸化物層とを有す
   る請求項１記載の表面処理鋼板。
4. 【請求項４】 鋼板の一方または両方の圧延面に、一圧
   延面当たり３０ｍｇ／ｍ² から５００ｍｇ／ｍ² の範囲
   内の金属クロム層と、前記金属クロム層の上に形成され
   た、一圧延面当たり３ｍｇ／ｍ² から３０ｍｇ／ｍ² の
   範囲内のクロム水和酸化物層とからなる電解クロメート
   被膜を有し、且つ、圧延方向に平行な一方または両方の
   端面上に、実質的に前記端面のみを被覆するように形成
   された被膜であり、一端面当たり１μｍ以下の厚みの金
   属クロム層と、その上層の、一端面当たり０．００５μ
   ｍから５μｍの範囲内の厚みを有する、Ｓｎ、Ｚｎおよ
   びＮｉのうちの少なくとも１種以上からなるメッキ層と
   からなるメッキ被膜を有することを特徴とする溶接性に
   優れた表面処理鋼板。
5. 【請求項５】 前記メッキ被膜の上層に、一端面当たり
   ０．０１μｍ以下の厚みのクロム水和酸化物層を有する
   請求項４記載の表面処理鋼板。
6. 【請求項６】 前記メッキ被膜の上層に、一端面当たり
   １μｍ以下の厚みの金属クロム層と、更にその上層に、
   ０．０１μｍ以下の厚みのクロム水和酸化物層とを有す
   る請求項４記載の表面処理鋼板。