JPH0317283A - 缶用表面処理鋼板 - Google Patents

缶用表面処理鋼板

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JPH0317283A
JPH0317283A JP1150194A JP15019489A JPH0317283A JP H0317283 A JPH0317283 A JP H0317283A JP 1150194 A JP1150194 A JP 1150194A JP 15019489 A JP15019489 A JP 15019489A JP H0317283 A JPH0317283 A JP H0317283A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、缶用表面処理鋼板、とくに円形状に打ち抜か
れた鋼板を絞り加工( Drawn)によってカップ状
に成形し、次いで、このように或形されたカップ状成形
品の側壁をしごき加工( Ironing)により薄く
成形することによって製造される2ピース缶(DI缶:
 Drawn and !roned can)用表面
処理鋼板に関するものである。
[従来技術とその問題点] 食缶は、錫めっき鋼板やクロムめっきw4板あるいはア
ルミニウムシ一ト等で作られているが、缶の構造から、
3ピース缶と2ピース缶とがある。
3ピース缶は、蓋,胴,底を別々に形作り、これらを半
田付け,溶接,巻き締めe−により接合したものである
。他方、2ピース化は、胴と底を一体或形し、これに蓋
を接合したものである。すなわち、2ピース缶は、加上
の第一段階で円形状に打ち抜かれた金属板を絞り加工に
よってカップ状に成形し( Drawing)、次いで
このように戊形されたカップ状成形品をダイスに通して
、外側のダイスと西側のポンチとの間のしごき加工によ
り、胴部側壁の板厚を減じながら胴長を増していく( 
Ironing)工程を経て作られる。
このようにDI成形によって製造される2ビース11つ
は、3ピース缶に比べ肉厚が薄く軽量であり、かつ継ぎ
目がないので漏れがない等の利点があり、このため、そ
の需要は多く、今後その用途も拡大することが期待され
ている。
現在、DI缶の素材として錫めっき鋼板等の表面処理鋼
板やアルミニウム材が使用されているが、特に表面処理
鋼板は、アルミニウム材に比べ安価であるため、その需
要の伸びが期待されている。
しかしながら、2ピース缶は、上述のように、胴底の一
体成形に際しては、非常に過酷な加工が要求され、特に
表面処理鋼板のめっき皮膜には厳しい条件が課せられる
ことになる。このため従来から沿用材料として使われて
いる錫めっき鋼板やクロムメッキ鋼板では、DI成形に
よってめっき皮膜の劣化が避けられない状況にある。例
えば、錫めっき鋼板の場合、鋼板上のSnは、耐食性の
確保とともに、しごき加工n2fの潤滑剤の役目を果た
しておりDI缶用鋼板の缶外面側のめっき素材としては
好適なものである。しかし、錫めっき鋼板には、次のよ
うな欠点がある。しごき加工時に、缶体の内面となる面
の錫めっき皮膜が成形工具と直接する結果、錫めっき皮
膜にクラックが生じ、鋼地が露出する。このように鋼地
が露出すると、缶体内面の塗装後の二次耐食性(アンダ
ー力ッティングコロージョン)が劣化して、缶内に充填
された飲料等の充填物中にFeが溶出して缶の寿命を縮
めるとともに、内容物の味や芳香(フレーバー)が損な
われる。そこで従来、DI戊形後にリン酸系処理液また
はリン酸クロム系処理液によって、露出した鋼地面を被
覆するシーリング処理を施していた。このような処理を
行なっても内面側の耐食性は必ずしも十分ではなく、従
来からも2回以上の有機系被膜の塗装によって耐食性の
確保が図られていきたが、これらは、コストの増大を招
くものであった。
またDI成形後の缶外面の缶底のリング部は無塗装で用
いられることが多いため貯蔵肪や輸送]1、9に発鈷し
やすいという欠点がある。
これに対しTFS (クロムめっき鋼板)の場合、水溶
液から電着されたクロムめっき層の上にクロム水和酸化
物の皮膜を白゛シているが、クロムめっき層が硬く、S
nめっき鋼板と同じようにDI成形によって皮膜欠陥が
生じる。これを補うために、両面に熱硬化性塗料を塗布
し、潤滑作用と塗膜下耐食性の低下を補うことを意図し
た試みも行なわれているが(例えば、特開11i’?5
5−82797号)、塗膜下耐食性も十分ではなく、ま
たアイアニング時に缶体が塗膜によってポンチに粘着し
、ポンチの引き抜きに缶体強度以上後からを要し、缶胴
の口に反りが発生するいわゆるロールパックを起こしや
すい等の欠点もあり、クロムめっき鋼板は吏用されてい
ない。
また、A1めっき(多層を含む)を施し耐食性を向上さ
せた鋼板のDI成形性及耐食性を調べたところ、DI戊
形時に型かじりが発生し、外観が著しく劣化することが
わかった。
[発明が解決しようとする課題コ 以上述べてきたように、従来の表面処理鋼板では、錫め
っき鋼板のようにDI成形後にシーリング処理を必要と
したり、またクロムめっき鋼板のように塗装処理を行な
っても塗膜下耐食性が不十分で、かつポンチの引き抜き
に過剰な力を要し、ロールパックを起こしたり、成形時
にかじりによりダイスの寿命を縮めたりして51た。
このような問題を解決するために、本発明はなされたも
ので、DI成形を行なっても外面側の耐候性及塗膜下耐
食性を維持し、かつDI成形性の優れた特に2ピース缶
(DI缶)用表面処理鋼板を提供することにある。
[課題を解決するための手段および作用]本発明の2ピ
ース缶用表面処理鋼板は、鋼板の少なくとも缶外面側に
当る表面に膜厚0.05〜5.0μ厘のAN−Sn合金
皮膜を設けたことを特徴とするもの、及び鋼板の少なく
とも缶外面側に当る表面に、下層に膜厚0.01=l.
O ttta C r皮膜、その上層に膜厚0.05〜
5.0μ増のA,Q−Sn合金皮膜を設けたこと(AN
 −S n/C r 2″層)を特徴とするものである
十分な潤滑性を得るためには、AN−Sn合金11のS
n含有率をlvt%以上にする必要があり、好ましくは
5−60vt%とするのが良い。
以下に本発明を図面を参照して詳述する。
第IA図に示すように、冷延鋼板1上の少なくとも一方
の表面にDI或形性を確保するためにAN−Sn合金皮
膜2を設ける。AJ2−Sn系合金は、共晶反応型であ
るため固体状態では固溶しあわない。特に真空蒸着や溶
融法により作製したAl−Sn合金めっき材の場合、A
fl相とAI −Sn共品相がイI在し、DI成形時に
皮膜中に含まれるSnが摩擦熱によって加熱されてにじ
み出て潤滑剤の代わりになる。これにより優れた潤滑性
を示すため正常なDI成形がi−J能となる。DI成形
のために十分な潤滑性を得るためには、Sn含有Jil
lvt%以上が必要である。Sn含有率が60vt%を
超えると耐候性が劣化し、加えてSnは高価であるため
経済的でない。よって、潤滑性,耐食性から判断すると
、Sn含自゜率は5〜60vt%が好ましい。また、十
分な潤滑性を得るためには0.05μ園以上の膜厚が必
要であるが、5μ信を超えるのは経済的でない。よって
、本発明では、Al−Sn皮膜の膜厚を0.05 − 
5.O u viとした。
内容物・貯蔵環境により腐食が著しい場合には、AQ−
Sn皮膜2の下層にC『皮膜3を0.01〜1.0μI
設けるのがよい(第IB図参照)。Cr皮膜は、下地鋼
上を均一に被覆し保護するとともに、分極抵抗が大きい
ためA,Q −Sn皮膜の犠牲溶角タを抑制し、缶寿命
を伸ばすことができる。十分な保護効果を臀るためには
、0.0Lμ一以上の膜厚が必要であるが、1.0μ曙
を超えるのは経済的でないことから、本発明では、0.
01− 1.0μmの膜厚範囲とした。
[実施例] 以下に本発明による実施例について説明する。
実施例1 水冷銅るつぼを2個備えた真空蒸着装置により、板厚0
.3+*mの低炭素アルミギルド鋼板の両表面にAN−
Sn共蒸着めっき材(Sn含有率=5〜48%.膜厚0
.5〜4,3μTll)を6種(No.1〜NO.b)
  下層にイオンブレーテイングによりCrを( 0.
03 〜0.75μ−)めっきした後、Ag一Sn共蒸
着めっきした材料(Sn含有率=11〜5 4 wt%
,膜厚0.6 〜3.7 μts )を4種( No.
 7 〜思10)作製した。その皮膜構成断面を第IA
図に示す。
実施例2 低炭素アルミギルド鋼板を脱脂,酸洗した後、APとS
nを混合溶解した溶湯中に浸漬し、AJ2−Sn合金メ
ッキ鋼板を4Fu (kl 1 〜Nal 4)作製し
た。膜厚は0.8〜4.1μm,Sn含有率は5.1〜
58%とした。その皮膜構或断面を第1A図に示す。
比較材 実施例の鋼板表面に電気めっき法によりSn被膜,Cr
+Crox@膜を形或しためつきw4板3種(kl5 
〜kl7)を作製した。
この様にして得られたメッキ鋼板に対して以下に示す試
験を行って、DI或形性、及び耐蝕性をtP価した。D
I戊形は、共試材を直径1 2 3 amの円盤に打抜
き、これを市販の力・ンビングブレスで、内径72a+
m,高さ36關の力・ノブに或形し、次0でこのカップ
をDIマシーンに揮人し、40℃のクーラントを循環使
用し、ポンチスピード30I1/sin sストローク
600+w−でリドロー加工及び3段階のアイアニング
加工を行なった。成形された缶体は西径52mm,高さ
130IIII1で、缶胴の厚さは元の約半分になって
いる。
成形性は、成形荷重と変形量とから成形に要したエネル
ギーを求めて算出し、その算出値により評価した。或形
エネルギーの小さいものほど戒形性良好となる。ストリ
ッピング性は、或形された缶体からポンチを引き抜くの
に必要な力により評価した。力の小さいものほどストリ
ッピング性良女丁である。
耐食性については、耐候性を調べる目的でHCT (湿
潤〉試験、塗膜下耐食性を調べる目的でUCC試験、I
PV試験を行なって評価した。
HCT試験は、或形した上体を脱脂洗浄した後裏曲・端
面をシールし、温度50℃、湿度80%の湿潤環境Fで
の発錆状況を観察して行なった。
UCC試験は、或形した缶体を脱脂洗浄し、缶用塗料(
外面側には、ビニール変性アルキッド樹脂を約50μ−
の厚さで焼き付け塗装し、内面側には、塩化ビニル,酢
酸ビニル,マレイン酸の共重合体塗料を約50μmの厚
さで塗布。)を塗布した試料を用いた。そして、上記試
片を50m+*X70關の大きさに切出し、素地に達す
るクロスカットを塗膜に切込み、試験対象としない裏面
及びエッジ部をシールした。これを腐食液に96時間浸
漬した後、塗膜にターブを張り付け、これを引き剥し、
この特の腐食幅及び塗膜剥離状態を観察した。腐食液は
、クエン酸1.5%.塩化ナトリウム1.5%を含む3
5℃の水溶液である。
IPV試験は、缶内容物中に缶材から溶け出す鉄の量を
測定するもので、缶体内にコーラ250mlを充填し、
38℃で6か月保存した後、溶出したFeイオンを定量
して行なった。
第1表に見られるように、実施例では或形エネルギーが
小さく、ストリッピング性も良好である。
順調に成形されるのでめっき皮膜も劣化せず、内外面と
も耐食性良好である。特に、下層にイオンブレーティン
グによりCrめっきを施したもの( k 7〜NIL 
1 0 )は、優れた耐食性を示した。これに対して、
錫めっき鋼板(kl5)はDI戊形性は優れていたが、
耐食性が悪かった。C『めっき鋼板(kl6,17)は
、潤滑性塗膜のない場合にはダイスとの間にかじりが発
生し、成形エネルギーが大きくなった。従来技術を示す
比較例とこの発明の実施例とを比較すると、全ての試験
項目で実施例が従来技術を凌いでいることがわかる。
[発明の効果] 以上述べてきたように、本発明による表面処理鋼板は、
AII−Sn合金が優れた耐食性を有するとともに、皮
膜中に含まれるSnが,1′?!滑剤の役目をするため
、従来のぶりきと同等以上のDI成形性及びぶりきを凌
ぐ耐食性を有する。また、成形後にりん酸塩などの処理
も不要であり、成形の安定操業と相俟って製缶コストが
低下する。このように本発明の効果は大きく、製缶技術
に貢献するものである。
4.図面のfftl iltな説明 第IA図及び第IB図はそれぞれ本発明の缶用表面処理
鋼板の一例を示す概略断面図である。
1−m l&、2−Al−Sn合金皮膜、3 −= C
 r皮膜。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 缶用鋼板の少なくとも缶外面側に当る面に膜厚
    0.05〜5.0μmのAl−Sn合金皮膜を設けたこ
    とを特徴とする缶用表面処理鋼板。
  2. (2) 缶用鋼板の少なくとも缶外面側に当る面に、ド
    層に膜厚0.01〜1.0μmのCr皮膜、その上層に
    膜厚0.05〜5.0μmのAl−Sn合金皮膜を設け
    たことを特徴とする缶用表面処理鋼板。
JP1150194A 1989-06-13 1989-06-13 缶用表面処理鋼板 Expired - Fee Related JPH0611918B2 (ja)

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