JPH0483895A - 溶接缶用表面処理鋼板 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ワイヤーシーム溶接等の電気抵抗溶接により
缶胴を接合する金属缶であり、かつジュース・コーヒー
飲料・清涼飲料水・その他を内容物とする金属缶用の素
材のうち、溶接性・塗料の高温焼付は性・耐食性に優れ
た溶接缶用表面処理鋼板に関するものである。

［従来の技術］ スイスのスードロニツタ社によって、電気抵抗を利用し
たワイヤーシーム溶接による缶胴接合法が実用化され、
従来からの半田による接合と比べて低目付けの錫のブリ
キでも缶胴製造が可能となった。しかし、ブリキは光沢
を出すために表面錫の加熱溶融処理が行われることが多
いが、この処理によって錫と鉄との合金化が起こり、低
目付けの錫では金属錫が残らず、溶接性が劣化すること
がわかってぎた。そこで、低目付は錫でも加熱溶融処理
による合金化を抑え、良好な溶接性を確保するために、
ニッケルあるいはＮｉ−Ｆｅストライクメツキを行った
後に錫めっきをする極薄錫めっき鋼板が開発され、溶接
缶用素材として用いられている。

このような金属錫を表層に持つ表面処理鋼板は、溶接性
、耐食性の点で極めて優れているが、溶接缶用表面処理
鋼板の材料特性として特に近年来められるようになった
めっき金属の耐熱性の点で劣っている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来、缶材の塗装は表面処理鋼板を切板にしてから行う
シートコーティングであったが、最近は生産性向上のた
めストリップに連続的に塗装するコイルコーティングに
切り替わりつつある。コイルコーティングでは、塗料の
焼付は硬化を短時間で行う必要があることから、高温で
焼付けが行われる。ところが、上記ブリキ、極薄銀めフ
き鋼板は、上層に融点２３２℃の金属錫を有することか
ら、その融点よりはるかに高い温度で焼き付けを行うコ
イルコーティングでは錫の溶融のために健全な塗膜が得
られない。また、缶内面溶接部には補修塗装を施すが、
この焼付は温度も従来より高温化されており、ブリキ、
極薄銀めっき鋼板を用いた場合、補修塗膜の健全性にも
問題がある。

本発明は、このような純銀系表面処理鋼板のコイルコー
ティング等の塗料高温焼付は不適性を合金層の使用によ
って解決し、更に純錫系の材料と同等の溶接性・耐食性
を有する表面処理鋼板を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 錫と合金化させる異種金属としては、合金化によって錫
の融点を上昇させるものであり、かつ食品衛生上問題の
ない金属であることが必要である。このような条件を満
たす金属としては、飲料缶等で使用実績のあるニッケル
が挙げられる。本発明は、鋼板表面上に錫とニッケルの
合計で片面当り１０００ｍｇ／ｍ２を超え、３０００ｍ
ｇ／ｍ２以下の量のＮｉ−Ｓｎ合金層を有し、かつニッ
ケルが１０〜３０重量％であることを特徴とする。又こ
の合金層の上に片面当りクロム換算で３〜３０　ｍｇ／
ｍ２のクロメート被膜層を有することを特徴とする。こ
のクロメート被膜層のうち、オキサイドクロムはクロム
換算で１０ｍｇ／ｍ２以下であることが好ましい。

上記被膜層構造を有するＮｉ−Ｓｎ合金めっき鋼板は、
現行の溶接缶用表面処理鋼板と比して以下のような利点
を持っている。

Ｎｉ−Ｓｎ合金めっき鋼板の接触抵抗は、ニッケルめっ
き鋼板のそれより非常に低く、特に塗装焼付けのための
加熱処理を行った後ではその差がさらに大きくなり、“
散り”と呼ばれる溶融金属の飛散がニッケルめっき鋼板
と比べ、非常に少ないため、溶接通性電流範囲が広い。

更に、Ｎｉ−Ｓｎ合金の融点がニッケルのそれより低い
ため、溶着が容易であることもＮｉ−Ｓｎ合金めっき鋼
板の溶接性にとって有利である。

また、純錫めっきでは、錫が粒状あるいは島状に鋼板上
に存在し、薄めつきでは素地鉄の露出が避けられず、更
に加熱処理によるＳｎ−Ｆｅ合金層は硬く、加工性が劣
るためにクラックが入りやすい。これらの理由によって
純錫めっき鋼板は時として有機酸やリン酸による孔食が
発生する。ところが、上記Ｎｉ−Ｓｎ合金めつｔ！鋼板
では低メツキ量でも鋼板表面を広く覆い、耐食性を高め
ている。また、錫とニッケルが合金化しているために、
Ｓｎ−Ｆｅ合金の成長が抑制され、耐食性に悪影響を及
ぼすクラックの発生が極めて少ない。

更にまた、Ｎｉ−Ｓｎ合金は錫に比べて融点が高く、コ
イルコーティングでの塗料の高ｔＫ　ｍ　付けによる流
動がない。更に塗料密着性が純錫めっき鋼板に比べて優
れているため、焼付は時の塗膜の浮き上がり、剥離、こ
げ等の現象が起こらない。内面塗膜のわずかな浮き上が
りもその後の溶接部補修塗装によってその位置に泡の°
発生をもたらすので、無視することはできないものであ
る。

上述のように、Ｎｉ−Ｓｎ合金めつき被膜は優れた耐食
性、塗料密着性を有するが、これらはクロメート被膜に
よって一段と向上されるものである。Ｎｉ−Ｓｎ合金層
は、鋼板表面を十分覆うが、微小なピンホールは少量残
存する。クロメート被膜はこのピンホールからの腐食を
防止する。

Ｎｉ−Ｓｎ合金付着量は１０００ｍｇ／ｎ＋２を超える
量が必要である。１０００ｍｇ／ｍ’以下では素地鉄の
わずかな露出による溶接性、耐食性の劣化が著しい。ま
た、３０００ｍｇ／ｍ２を超えると、溶接性、耐食性等
の性能の向上は認められず、低目付けのコスト的なメリ
ットがなくなるので、３０００ｍｇ／ｍ２以下とする。

Ｎｉ−Ｓｎ合金の組成についてはニッケルが１０〜３０
重量％であることが必要である。１０重量％未満では錫
が過剰であり、部分的に錫が単体で存在するため、　２
３２℃で一部が溶融し、上記塗料高温焼付は性が劣化す
る。３０重量％を超えると、加熱処理による接触抵抗が
急激に高くなるので、溶接時に散りの発生が起こりやす
く、溶接適正電流範囲が狭くなる。

クロメート被膜量はクロム換算で片面当り３〜３０　ｍ
ｇ／ｍ’であることが必要である。３ｍｇ／ｍ２未満で
は耐食性、塗料密着性の向上が十分でない。３０　ｍｇ
／ｍ２を超えると接触抵抗の増大が著しく、溶接性を劣
化させる。また、オキサイドクロムがクロム換算で片面
当り１０ｍｇ／ｎ＋２を超えると溶接性が劣化するので
、これ以下とすることが好ましい。

Ｎｉ−Ｓｎ合金メツキはピロリン酸イオン、塩化物イオ
ンのようなＳｎ”イオンと容易に錯形成をし、錫の析出
電位をニッケルのそれに近づける作用のある陰イオンが
共存する水溶液から電解によって得られる。

［実　施　例］ 本発明の実施例を表１に示す。めっき原板はすべて厚さ
０．１７ｍｍの冷延鋼板を使用した。各評価は次のよう
にして行った。

■　溶接通性電流範囲 上下それぞれの電極輪と缶胴材料の間に銅ワイヤーを通
し、缶胴材料と銅ワイヤーを移動させてシーム溶接を行
うスードロニック式溶接によって缶胴を製作し、このと
きの溶接電流を測定した。溶接部の十分な強度が得られ
る最低の溶接電流を下限とし、溶接による溶融金属の飛
散（散り）が認められない最高の溶接電流を上限として
溶接通性電流範囲を決定した。

■　塗料高温焼付は性 エポキシフェノール系塗料を塗布後、熱風加熱炉中で３
００℃で焼き付は硬化を行った。焼付は後、塗膜のこげ
、剥離の有無・程度をもって高温焼付は性とした。

■　補修塗装通性 ■の塗装後、塗装部、無塗装部にまたがるように溶接部
補修塗料を塗装・焼付けを行った。

焼付けによる泡の発生を目視した。

■塗装後耐食性 ■の塗装後、塗膜健全部にスクラッチを十字に入れ、そ
の交点が頂となるようにエリクセン試験機で３ｍｍ押し
だし、１５ｇ／Ｉクエン酸と１５ｇ／ｆｌ塩化ナトリウ
ムを含む５０℃の空気飽和水溶液中に浸漬し、７２時間
後の腐食の程度によって評価を行った。

なお、表１中の記号は次の内容を表している。

◎・・・極めて良好　　　○・・・良好△・・・やや劣
る　　　　×・・・劣る［発明の効果］ かくすることにより、純錫系表面処理鋼板のコイルコー
ティング等の塗料高温焼付は不通性を合金銀によって有
利に解決し、更に純錫系の材料と同等の溶接性、耐食性
を有する表面処理鋼板を提供するものであり、この分野
に顕著な効果を奏するものである。

イｔ！！４ゴ≧５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　鋼板上に片面当り１０００ｍｇ／ｍ＾２を超え、３
   ０００ｍｇ／ｍ＾２以下の量であり、かつニッケルが１
   ０〜３０重量％であるＮｉ−Ｓｎ合金層よりなる下層と
   、クロム換算で片面当り３〜３０ｍｇ／ｍ＾２のクロメ
   ート被膜層よりなる上層とを有することを特徴とする溶
   接缶用表面処理鋼板。