JP5903963B2

JP5903963B2 - ラミネート鋼板の製造方法及びラミネート鋼板

Info

Publication number: JP5903963B2
Application number: JP2012062539A
Authority: JP
Inventors: 啓久保; 西原　英喜; 英喜西原
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2032-03-19
Also published as: JP2013193318A

Description

本発明は、１８リットル缶やペール缶等の大型缶用のラミネート鋼板の製造方法、及びこの製造方法を利用して製造されたラミネート鋼板に関する。

ポリエステルフィルムやポリオレフィンフィルム等の樹脂フィルムを鋼板表面に被覆させたラミネート鋼板を素材として用いた大型缶は、従来の塗装缶と比較して耐食性及び輸送時の耐アブレージョン性に優れていることから、市場を拡大しつつある。このような大型缶の缶胴は、シーム溶接等の溶接処理によってラミネート鋼板を接合することにより成形される。このため、近年、鋼板の幅方向両端部の溶接部分に樹脂フィルムが被覆されていない、溶接除け代を設けたラミネート鋼板が提案されている（特許文献１参照）。また、めっき層を工夫することによって溶接部分を研磨することなく溶接可能にした、無研磨溶接可能なラミネート鋼板も提案されている（特許文献２〜４参照）。溶接除け代を設け、且つ、ラミネート鋼板の下地めっきとして無研磨溶接可能なめっきを用いることによって、溶接部の樹脂フィルム除去や研磨を行う必要が無くなるので、大型缶の缶胴を低コストで製造することができる。

特開平３−２３６９５４号公報特許第３３４８６７１号公報特許第３３４８６７２号公報特許第３５８２４４３号公報

本発明の発明者らは、鋭意研究を重ねてきた結果、溶接除け代を設け、且つ、ラミネート鋼板の下地めっきとして無研磨溶接可能なめっきを用いた場合、溶接時に溶接不良が発生しやすいことを知見した。溶接時に溶接不良が発生すると、製造ラインの条件変更や停止が必要となり、大型缶の製造効率が低下する。このため、ラミネート鋼板の溶接性を改善することは業界にとって急務な課題である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、溶接時に溶接不良が発生することを抑制可能なラミネート鋼板の製造方法、及びこの製造方法を利用して製造されたラミネート鋼板を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るラミネート鋼板の製造方法は、金属クロム層と可溶性クロム及び難溶性クロムを含む酸化クロム層とからなる下地めっき層を鋼板表面上に形成するクロメート処理と、溶接箇所以外の下地めっき層表面に樹脂フィルム層を被覆するラミネート処理と、を含み、前記溶接箇所における前記可溶性クロムの付着量が所定範囲内になるように前記クロメート処理及び前記ラミネート処理を行うことを特徴とする。

本発明に係るラミネート鋼板の製造方法は、上記発明において、所定範囲が金属クロム換算量で０ｍｇ／ｍ^２以上、３ｍｇ／ｍ^２未満の範囲であることを特徴とする。

本発明に係るラミネート鋼板の製造方法は、上記発明において、前記クロメート処理及び前記ラミネート処理を連続したラインで行うことを特徴とする。

本発明に係るラミネート鋼板の製造方法は、上記発明において、前記樹脂フィルム層は、ポリエステルフィルム又はポリオレフィンフィルムであることを特徴とする。

本発明に係るラミネート鋼板の製造方法は、上記発明において、前記樹脂フィルム層は、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンテレフタレートイソフタレート共重合フィルムであることを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るラミネート鋼板は、本発明に係るラミネート鋼板の製造方法を利用して製造されたことを特徴とする。

本発明に係るラミネート鋼板の製造方法及びラミネート鋼板によれば、溶接時に溶接不良が発生することを抑制できる。

図１は、本発明の一実施形態であるラミネート鋼板の製造方法の流れを示すフローチャートである。図２は、クロメート処理後の鋼板表面を示す断面図である。図３は、ラミネート処理後の鋼板表面を示す断面図及び平面図である。

〔本発明の概念〕
本発明の発明者らは、溶接不良が発生しやすい理由を検討した結果、溶接除け代のクロメート皮膜の質によって溶接性が良好な場合と良好でない場合とがあることを知見した。また、本発明の発明者らは、クロメート処理（ティンフリーめっき処理）の条件が同じであっても、溶接性が良好な場合と良好でない場合とがあることを知見した。そこで、本発明の発明者らは、溶接性の良否とクロメート皮膜との関係を調査した。その結果、本発明の発明者らは、クロメート皮膜における可溶性クロム（水和クロム酸化物）の付着量が３ｍｇ／ｍ^２未満である場合に、溶接性が良好になることを知見した。

これは、クロメート処理の条件が同じであっても、その後のラミネート処理の条件（鋼帯の加熱温度や時間）によってクロメート皮膜の組成に違いが生じ、可溶性クロムの付着量が所定範囲から外れると、溶接不良が発生することを意味する。換言すれば、クロム酸化物の付着量だけではなく、可溶性クロムの付着量が溶接性に影響を及ぼすため、ラミネート処理の条件によって溶接性が良好な場合と良好でない場合とが生じることを意味する。このため、本発明は、溶接性に影響を与える指標として、クロム酸化物の付着量ではなく、可溶性クロムの付着量に着目し、可溶性クロムの付着量を所定範囲内に調整することによって良好な溶接性を得るようにした。

以下、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態であるラミネート鋼板の製造方法について説明する。

〔ラミネート鋼板の製造方法〕
図１は、本発明の一実施形態であるラミネート鋼板の製造方法の流れを示すフローチャートである。図２は、クロメート処理後の鋼板表面を示す断面図である。図３（ａ），（ｂ）はそれぞれ、ラミネート処理後の鋼板表面を示す断面図及び平面図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態であるラミネート鋼板の製造方法では、始めに、鋼板表面を脱脂・洗浄することによって鋼板表面に付着した汚れを除去する（ステップＳ１）。次に、鋼板に対しクロメート処理を施すことによって、図２に示すように鋼板１の表面にクロメート皮膜２を形成する。そして最後に、ラミネート処理によって、図３に示すように、鋼板２の幅方向両端部の溶接部分以外のクロメート皮膜２の表面上に樹脂フィルム３を被覆する（ステップＳ３）。樹脂フィルム３が被覆されていない領域Ｒ１は溶接除け代として機能する。これにより、ラミネート鋼板の製造処理は完了する。

クロメート皮膜２の組成は、様々な表現方法があるが、金属クロム層と酸化クロム層とに大別される。なお、金属クロム及び酸化クロムは、非常に薄く、均一な層にもなっていないが、ここでは概念的に層という表現を用いる。酸化クロム層の組成は均一でなく、水和クロム酸化物と呼ばれるアルカリ可溶性のＣｒ（ＯＨ）_３を主とした構造のものから水が完全に脱水したアルカリ難溶性のＣｒ_２Ｏ_３を主とした構造のものまで、その中間体を含めて様々な構造のものが存在するが、アルカリ可溶性クロムとアルカリ難溶性クロムとに大別される。本発明では、アルカリ可溶性クロムの量を規定しているが、その定義はアルカリ可溶性の構造を有するものの量を意味する。より厳密的に言えば、アルカリ可溶性クロムとは、７．５規定の沸騰状態の水酸化ナトリウム水溶液に１分浸して溶解するクロム成分のことを意味する。

ラミネート処理後の溶接除け代Ｒ１における金属クロムの付着量は、５０ｍｇ／ｍ^２以上、１５０ｍｇ／ｍ^２以下とする。金属クロムの付着量が５０ｍｇ／ｍ^２未満である場合、缶胴の内面側の耐食性が低下する。一方、金属クロムの付着量が５０ｍｇ／ｍ^２より多い場合には、耐食性の効果が飽和すると共に外観が悪くなる。可溶性クロムの付着量と難溶性クロムの付着量との和である酸化クロムの付着量は、２ｍｇ／ｍ^２以上、８ｍｇ／ｍ^２未満とする。

ラミネート処理後の溶接除け代Ｒ１における可溶性クロムの付着量は０ｍｇ／ｍ^２以上、３ｍｇ／ｍ^２未満とする。可溶性クロムの付着量が３ｍｇ／ｍ^２以上である場合、溶接不良が発生する場合がある。なお、溶接性は、溶接除け代間（界面）の接触抵抗と相関があり、接触抵抗を１０００μΩ以下とすることによって安定する。また、可溶性クロムの付着量は、めっき電流を増加させると増加し、ラミネート温度を上昇させると減少する。また、可溶性クロムの付着量は、めっき後のめっき浴浸漬時間が長いほど減少する。このため、可溶性クロムの付着量は、めっき電流、めっきパス、及びラミネート温度を調整することによって、所定範囲内に調整できる。

樹脂フィルム３としては、ポリエステルフィルム又はポリオレフィンを用いるとよい。樹脂フィルム３として、ポリエチレンテレフタレート、又は、イソフタル酸及びテレフタル酸とエチレングリコールとを縮重合して製造されたポリエチレンテレフタレートイソフタレート共重合フィルムを用いてもよい。

めっき処理とラミネート処理とを連続したラインで行なうことが望ましい。ラミネート処理を経ないで製造されたクロメート皮膜は、周囲環境や時間によって組成が変化していくことが知られている。このため、組成が変化したクロメート皮膜に対し同じ条件で樹脂フィルムを被覆しても、同じクロメート皮膜の組成とならない場合がある。めっき処理とラミネート処理とを連続したラインで行なうことによって、クロメート皮膜の質の変化による溶接性のバラツキを抑制することができる。

〔実施例〕
板厚０．３２ｍｍの冷延鋼板コイルに脱脂・酸洗処理を施した後、連続したライン内でクロメート処理及び熱圧着方式によるラミネート処理を施した。この際、めっき電流、めっきパス、及びラミネート温度を変更することによってクロメート皮膜の付着量及び組成が異なる実施例１〜１０及び比較例１〜３のラミネート鋼板を製造した。樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンテレフタレート-イソフタレート共重合フィルム(イソフタレート共重合比率１０％)（ＰＥＴ−Ｉ）、及びポリプロピレン−ポリエチレンコンパウンドフィルム（ＰＰ−ＰＥ）を用いた。

表１に示す実施例１〜１０及び比較例１〜３のラミネート鋼板について、鋼板の幅方向両端部の溶接除け代部を重ね、４端子法を用いて重ね合わせられた溶接除け代間（界面）の接触抵抗を測定し、接触抵抗の大きさが１０００μｍ以下のものを○、接触抵抗の大きさが１０００μｍより大きいものを×として評価した。評価結果を表１に併せて示す。表１に示すように、比較例１〜３のラミネート鋼板では、接触抵抗の大きさが１０００μｍより大きいことから溶接不良が発生することが予測される。これに対して、実施例１〜１０のラミネート鋼板では、接触抵抗の大きさが１０００μｍ以下であることから良好な溶接性が得られることが予測される。実施例１〜１０のラミネート鋼板における可溶性クロムの付着量は、比較例１〜３のラミネート鋼板における可溶性クロムの付着量よりも少なく、０ｍｇ／ｍ^２以上３ｍｇ／ｍ^２未満の範囲内にある。このことから、可溶性クロムの付着量を０ｍｇ／ｍ^２以上３ｍｇ／ｍ^２未満の範囲内に調整することによって、良好な溶接性が得られることが知見された。

１鋼板
２クロメート皮膜
３樹脂フィルム

Claims

金属クロム層と可溶性クロム及び難溶性クロムを含む酸化クロム層とからなる下地めっき層を鋼板表面上に形成するクロメート処理と、
溶接箇所以外の下地めっき層表面に樹脂フィルム層を被覆するラミネート処理と、を含み、
前記溶接箇所における前記可溶性クロムの付着量が金属クロム換算量で０ｍｇ／ｍ ^２以上、３ｍｇ／ｍ ^２未満の範囲内になるように前記クロメート処理及び前記ラミネート処理を行うこと
を特徴とするラミネート鋼板の製造方法。
前記クロメート処理及び前記ラミネート処理を連続したラインで行うことを特徴とする請求項１に記載のラミネート鋼板の製造方法。
前記樹脂フィルム層は、ポリエステルフィルム又はポリオレフィンフィルムであることを特徴とする請求項１又は２に記載のラミネート鋼板の製造方法。
前記樹脂フィルム層は、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンテレフタレートイソフタレート共重合フィルムであることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか１項に記載のラミネート鋼板の製造方法。
鋼板表面上に金属クロム層と可溶性クロム及び難溶性クロムを含む酸化クロム層とからなる下地めっき層を有し、前記酸化クロム層における可溶性クロムの付着量が金属クロム換算量で０ｍｇ／ｍ ^２以上、３ｍｇ／ｍ ^２未満の範囲内あり、さらに溶接箇所以外の下地めっき層表面に樹脂フィルム層を有することを特徴とするラミネート鋼板。
前記樹脂フィルム層は、ポリエステルフィルム又はポリオレフィンフィルムであることを特徴とする請求項５に記載のラミネート鋼板。
前記樹脂フィルム層は、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンテレフタレートイソフタレート共重合フィルムであることを特徴とする請求項５又は６に記載のラミネート鋼板。