JPH05106091A - シーム溶接性と塗料密着性に優れた溶接缶用材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶接製缶時の適性溶接範囲が広い特性をもつ
シーム溶接性と塗料密着性に優れた溶接缶用材料の提供 【構成】 鋼板表面に１００〜２５００ｍｇ／ｍ²のＮ
ｉ−Ｆｅ合金またはＮｉ−Ｐ合金メッキ層を有し、その
上に粒径０．２〜４μのＳｎ粒子を１０〜４００ｍｇ／
ｍ²で点在したＳｎメッキ層、さらにその上にクロメー
ト被膜を施した溶接缶用材料 【効果】 鋼板／鋼板間の接触抵抗が小さいためシーム
溶接作業性が優れ、塗装後の耐食性も優れた缶用材料と
評価される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシーム溶接性と塗料密着
性に優れた被膜構成を有する溶接缶用材料に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年スードロニック法に代表されるシー
ム溶接製缶法の実用化が急速に進展している。この溶接
製缶法の拡大に対処するため、溶接缶用材料として種々
の材料が開発され実用に供されている。これまで開発さ
れた溶接缶材料としては次の二つのタイプに大別され
る。 鋼板表面に片面当たり１５０〜２５００ｍｇ／ｍ²
のＮｉメッキ層とクロム換算で２〜１５ｍｇ／ｍ²のク
ロメート被膜層で形成されている溶接缶用材料（特開昭
５６−１６９７８８号公報）。 鋼板上に重量比でＮｉ／Ｎｉ＋Ｆｅ＝０．０２〜
０．５０の範囲の組成で厚さ１０〜５０００ÅのＦｅ−
Ｎｉ合金層とその上に１００〜１０００ｍｇ／ｍ²のＳ
ｎメッキ層を設け、リフロー処理を行ってクロム換算料
で５〜２０ｍｇ／ｍ²のクロメート被膜層を設ける方法
（特開昭６０−１７０９９号公報）。

【０００３】まず、前者のＮｉメッキ／クロメート処理
鋼板は錫を用いないＴＦＳ型の溶接缶用材料として、実
用上充分良好な溶接性を有しその優れた耐熱性、塗料密
着性および塗料後耐食性から大量に実用に供されてい
る。一方、後者のＮｉ系下地処理を有する薄錫メッキ型
の材料（以下ＬＴＳと称す）は、より一層の溶接性の向
上を狙い塗装焼き付け後に軟質、低融点の金属錫（以下
ｆｒｅｅ−Ｓｎと称す）を確保し、耐食性はＮｉ系の下
地処理により確保でき、最近実用に供されてきた。これ
らの材料は、いずれも良好な溶接性と塗装後耐食性を備
えた優れた溶接缶用材料であり、内容物等使用される用
途に応じて使い分けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年さらにより一層の
製缶技術の進歩と製缶コストダウンが相俟って、原板素
材の薄手化と高温短時間での塗装焼き付けが強く要請さ
れている。即ち、原板素材の薄手化は現状の板厚０．２
０〜０．２４ｍｍから０．２０ｍｍ以下の薄手材が要請
され、高温短時間焼き付けでは現状の塗料の焼き付け条
件２００〜２１０℃×１０ｍｉｎから錫の融点（２３２
℃）以上の温度まで数十秒で昇温させその間に塗料の焼
き付けを行うという高温短時間焼き付けが強く要請され
ている。しかし、これらの薄手化および高温短時間焼き
付けと言う条件に前記の公知技術（鋼板）を適用した場
合は、以下のような問題が発生する。

【０００５】まず、Ｎｉメッキ／クロメート処理鋼板は
板厚の薄手化に伴い、十分な溶接強度と良好な溶接外観
が得られる適性溶接範囲が非常に狭くなるという問題が
ある。これは、溶接電流が増加し十分な溶接強度が得ら
れる前に溶接金属が飛び出し（以下散りと称す）、塗装
後耐食性および溶接強度の劣化が生じるという問題であ
る。高温短時間焼き付けに対しては、Ｎｉメッキ／クロ
メート処理鋼板はその良好な耐熱性により十分対応可能
であり、良好な塗装後耐食性を確保可能である。

【０００６】一方、ＬＴＳ型の材料は薄手化に伴う溶接
性の劣化は、缶内外面相当面の錫メッキ量をコントロー
ルすることにより回避できるが、高温短時間焼き付けを
行うと塗料の焼き付け温度が錫の融点を越えるため、表
層の錫が溶融し塗装後耐食性が顕著に劣化するという問
題が発生する。本発明はこれらの問題に対処するため、
高温短時間焼き付けを行った場合に十分広い適性溶接範
囲を有し、かつ良好な塗料密着性と塗装後耐食性を発揮
する溶接缶用材料を提供せんとするものである。特に、
本発明はメッキ原板として薄手材を使用した場合に良好
な溶接性を確保するのに極めて顕著な効果を発揮する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは溶接缶用材
料の適正な表面被膜構成について検討した結果、散りの
発生がなく十分な溶接強度が得られる広い適性溶接範囲
を確保するには溶接極輪／材料界面および材料／材料界
面の接触抵抗を極力低減させることであることが判明し
た。接触抵抗を低減させるには塗装焼き付け後のｆｒｅ
ｅ−Ｓｎ残留量が最も効果的ではあるが、材料表層にｆ
ｒｅｅ−Ｓｎが存在すると錫メッキ層は耐熱性に劣るた
め高温短時間焼き付けを行った場合ｆｒｅｅ−Ｓｎが溶
融し、良好な塗装後耐食性を確保することが困難であ
る。

【０００８】これらの問題を解決し溶接缶用材料として
実用的な性能を両立させるためには以下のような手段が
最も有効であることが判明した。即ち、高温短時間焼き
付けで錫メッキ層が完全に溶融し塗装後耐食性の顕著な
劣化を招く事なく接触抵抗を低減させるためには、少量
の錫メッキ層を粒状で存在させることが大きな効果があ
ることが判った。更に、材料表層には耐熱性を付与して
塗料密着性の良好なクロメート被膜層を設けることによ
り、高温短時間焼き付けに十分耐えられ良好な塗料密着
性と塗装後耐食性を確保できることを見いだした。つま
り、良好な溶接性と高温短時間焼き付けに耐え得る良好
な耐熱性を確保するには鋼板表面に粒状の錫メッキ層を
分散（点在）して設け、その上にクロメート被膜層を均
一に施すことがポイントとなる。しかし、水和酸化クロ
ム層は絶縁体であり微量存在する金属クロムは高融点の
ためクロメート被膜は溶接性にはマイナス要因である。
そのため、クロメート被膜は良好な塗料密着性と塗装後
耐食性を確保できる必要最少量に規制する必要がある。

【０００９】また、良好な塗料密着性と塗装後耐食性を
確保し、粒状の錫メッキ層を分散（点在）して設けるた
めには、鋼板表面へのＮｉメッキ層の付与が非常に有効
である。この際、純Ｎｉメッキ層を付与した場合、上層
の錫メッキ層の下層部分が、Ｓｎ／Ｎｉ合金層と容易に
なるために耐食性に優れた性能を示す。しかし、合金化
が進行し易いため、溶接性には不利な方向に作用するの
で、その量を適正に制御する必要がある。そこで、粒状
錫メッキの生成を容易にし、塗料密着性と塗装後耐食性
が良好で適量な合金層しか生成しない下地処理として、
Ｎｉ−Ｆｅ合金メッキあるいはＮｉ−Ｐ合金メッキが有
効なことが判明した。

【００１０】本発明者らはこれらの考え方を基本に詳細
に検討した結果、薄手材で高温短時間焼き付け可能な溶
接缶用材料として優れた溶接性，塗料密着性，塗装後耐
食性を有する溶接缶用材料が得られることを知見した。
本発明はその知見に基づいてなされたもので、その要旨
は鋼板表面に、片面当たり１００〜２５００ｍｇ／ｍ²
のＮｉ−Ｆｅ合金あるいはＮｉ−Ｐ合金メッキ層を有
し、その上に粒径０．２〜４．０μのＳｎメッキ粒子を
１０〜４００ｍｇ／ｍ²で点在したＳｎメッキ層、更に
その上にクロム換算で１〜５０ｍｇ／ｍ²のクロメート
被膜を施したシーム溶接性、塗料密着性および耐熱性に
優れた溶接缶用材料である。

【００１１】

【作用】以下に本発明について詳細に説明する。本発明
において、メッキ原板としては特に規制されるものでは
なく、通常容器材料として使用される鋼板を用いる。メ
ッキ原板の製造法、材質なども特に規制されるものでは
なく、通常の鋼片製造工程から熱間圧延、酸洗、冷間圧
延、焼鈍、調質などの工程を経て製造される。更に、こ
のメッキ原板は必要とされる缶体強度および板厚に応じ
て冷間圧延後焼鈍を行ってから再冷間圧延（即ち２ＣＲ
法）する製造工程で製造してもよい。

【００１２】まず、良好な溶接性を発揮する被膜構成の
作用効果について述べる。溶接性は散りの発生がなく、
十分な溶接強度が得られる適性溶接範囲が広ければ広い
ほど溶接性は良好と評価される。シーム溶接性の向上に
は電極／材料界面および材料／材料界面での接触抵抗の
低減が最も効果がある。その理由は、電極／材料および
材料／材料界面での接触抵抗が高いと溶接時に電流が集
中するため、局部的な発熱が起こり散りが発生する。つ
まり、溶接強度を確保するために溶接電流を増加させて
いった場合、十分な溶接強度が得られる前に局部発熱が
起こった場所で散りが発生するため、適性溶接範囲が存
在しなくなり溶接性が不良となる。これに対し、電極／
材料および材料／材料界面の接触抵抗が低い材料の場合
には、電流が集中して起こる局部的な発熱が起こりにく
く、散りの発生なく十分な溶接強度が得られ、溶接性は
良好と評価される。

【００１３】このように電極／材料および材料／材料界
面での接触抵抗を低減させるには、クロメート処理前に
Ｎｉメッキを施すという被膜構成のみでは不十分であ
り、Ｎ ｉメッキ層の上層に錫メッキ層を粒状で付与す
ることが接触抵抗の低減には非 常に有効であることが
判明した。つまり、良好な溶接性を発揮できる被膜構成
としては鋼板表面にまずＮｉ−Ｆｅ合金メッキあるいは
Ｎｉ−Ｐ合金メッキを行ない、その上に、粒状錫メッキ
を点状に施し、更にクロメート被膜を設けるという被膜
構成が適正である。

【００１４】クロメート被膜層の下地に粒状錫メッキ層
を点在させることにより、接触抵抗が低減でき良好な溶
接性が確保できる理由は以下のように考えられる。 １) 軟質な錫金属がクロメート被膜層の下層に存在する
ことにより、溶接時に極輪から加えられる加圧力により
極輪／材料および材料／材料間での接触面積が広がり、
接触抵抗が大幅に低減できる。 ２) 錫金属が低融点のため溶接時の発熱により容易に溶
解し、極輪／材料及び材料／材料間の接触面積を広げる
効果が大であり、接触抵抗が減少するために溶接時の局
部的な電流集中が防止できる。

【００１５】上記の作用効果を少ない錫メッキ量で得る
ためには通常の平滑なメッキ層では困難であり、錫メッ
キ層を粒状にすることが重要である。それは、平滑な錫
メッキ層では高温短時間塗装焼き付け時に錫メッキ層の
全てが合金化するため、軟質低融点のｆｒｅｅ−Ｓｎが
残留しなくなり接触抵抗の低減効果が発揮できなくな
る。錫メッキ層の合金化は鋼板と錫メッキ層の世界で高
さ方向に進行するため、粒状錫メッキ層であれば高温短
時間焼き付け後においても良好な溶接性を発揮するｆｒ
ｅｅ−Ｓｎ残留量を確保することが可能である。

【００１６】従って、良好な溶接性を得るために粒状錫
メッキ層を点在させて施されるが、そのメッキ量は１０
〜４００ｍｇ／ｍ²に規制される。これは、点在する粒
状錫メッキ量が１０ｍｇ／ｍ²未満では高温短時間焼き
付け時に合金化が進行し、ｆｒｅｅ−Ｓｎ残留量が十分
確保できないため良好な溶接性が得られない。また、点
在する粒状錫メッキ量が４００ｍｇ／ｍ²を越えると、
ｆｒｅｅ−Ｓｎ残留効果が飽和すると共に低融点のｆｒ
ｅｅ−Ｓｎが多く残留し過ぎるため、後述するように上
層にクロメート被膜層を設けても錫の融点を越える温度
まで達する高温焼き付けを行うと、錫金属が溶融し耐食
性が顕著に劣化する。つまり、高温焼き付けに耐え得る
耐熱性が確保できなくなる。

【００１７】更に、粒状錫メッキのサイズは粒径０．２
〜４．０μに規制する。これは、粒径が０．２μ未満で
は高温短時間焼き付けにより、高さ方向への合金化の進
行によりｆｒｅｅ−Ｓｎが残留しなくなり、良好な溶接
性が得られなくなる。また、その粒径が４．０μを越え
ると溶接性向上効果が飽和し経済的メリットがなくなる
と共に、耐熱性が劣化するため高温焼き付けにより、錫
金属が溶融し塗装後耐食性が劣化する。このように、良
好な溶接性と耐熱性を両立させ得る点在粒状錫メッキ層
の適正かつ経済的なメッキ量とその粒径は１０〜４００
ｍｇ／ｍ²および０．２〜４．０μである。

【００１８】鋼板状に粒状錫メッキ層を施す方法は特に
規制しないが、以下のような方法が好ましい。Ｓｎ2+イ
オンの希薄な酸性水溶液中で低電流密度により錫メッキ
を行えば、鋼板上に粒状錫メッキ層が形成可能である。
例えば、Ｓｎ2+イオン量は１〜２０ｇ／ｌの硫酸酸性溶
液中で０．１〜１５Ａ／ｄｍ²の電流密度で錫メッキを
行うことが好ましい。

【００１９】次に、良好な耐熱性を発揮する被膜構成に
ついて述べるが、前述したように求められている耐熱性
は、錫の融点以上まで数十秒で昇温する高温短時間での
塗料焼き付けであり、この焼き付け条件に耐えて良好な
塗装後耐食性を確保するには、少なくとも錫よりも高い
融点を有する金属のメッキを施さなくてはならない。ま
た、耐熱性のみではなく当然のことながら良好な耐食性
と粒状錫メッキ層により確保した良好な溶接性を損なわ
ない特性も備えておかなくてはならない。

【００２０】本発明者らは種々の検討を重ねた結果、ク
ロメート被膜層を施すことによりこれらの問題点を解決
することが判明した。即ち、Ｃｒ金属という高い融点を
有効に活用することにより、高温短時間焼き付けに耐え
得る良好な耐熱性が発揮でき、良好な塗装後耐食性と溶
接性が確保できる。特に、溶接性については下地の粒状
錫によって得られる良好な溶接性を損なうことはない。

【００２１】良好な溶接性を確保するために下地処理と
して粒状錫メッキ層を施すが、高温短時間焼き付け時に
錫が溶融し耐熱性を損なうという懸念があるが、粒状錫
メッキ層の下にＮｉ-Fe合金あるいはＮｉ−Ｐ合金メッ
キ層を施すことによりこの問題が克服できる。その理由
は、Ｎｉ合金層中のＮｉ金属とＳｎ金属は常温において
も極めて短時間に合金化が進行することによる。つま
り、粒状錫メッキ層と上層のＮｉ−Ｆｅ合金あるいはＮ
ｉ−Ｐ合金メッキ層の界面で初期合金層が既に生成して
おり、更に高温焼き付け時に錫の融点以上に温度が上が
る前にＳｎ／Ｎｉ−Ｆｅ，Ｓｎ／Ｎｉ−Ｐ界面で合金化
が進み粒状錫メッキ層を固定してしまうことが可能であ
る。即ち、錫の融点以上に焼き付け温度が上昇しても粒
状錫の最表層には合金層が形成されているため、内部の
錫金属が溶融しても粒状錫そのものが溶融して塗装後耐
食性が顕著に劣化することはない。このように、粒状錫
の下層にＮｉ合金メッキ層を行うことによりＮｉ合金層
の良好な耐熱性を発揮すると共に、粒状錫メッキ層の溶
融を防ぎ容器材料として極めて良好な耐熱性を確保する
ことが可能となる。

【００２２】また、Ｎｉ−Ｆｅ合金メッキあるいはＮｉ
−Ｐ合金メッキ層は良好な耐食性を確保するという観点
からも重要である。Ｎｉ−Ｆｅ合金あるいはＮｉ−Ｐ合
金自体は極めて良好な耐食性を示す。特に、Ｎｉメッキ
よりもＮｉ合金メッキを付与すると次のような利点があ
る。すなわち、鋼板上にＮｉメッキを施す場合にはメッ
キ層のピンホール部でＦｅとＮｉの局部電池を形成し、
Ｆｅが溶解するため鋼板に孔食を発生する。つまり、良
好な耐食性を確保するにはＮｉメッキ層のピンホールを
低減させる必要がある。一方、Ｎｉ−Ｆｅ合金メッキあ
るいはＮｉ−Ｐ合金メッキ層は、Ｎｉメッキ層よりも電
位的に卑であるため、メッキ層のピンホール部でのＦｅ
の溶解が発生しにくい。従って、孔食に対して、優れた
性能を示す。このＮｉ合金メッキ量については、適正メ
ッキ量として１００〜２５００ｍｇ／ｍ²に規制され
る。Ｎｉ合金メッキ量が１００ｍｇ／ｍ²未満では、メ
ッキ層のピンホールが多く良好な耐食性を確保すること
ができなく、良好な耐熱性も確保することができない。
また、Ｎｉ合金メッキ量が２５００ｍｇ／ｍ²を越える
とメッキ層のピンホールが減少することによる耐食性お
よび耐熱性の向上効果が飽和すると共に経済的なディメ
リットが発生する。

【００２３】また、Ｎｉ合金メッキ層中のＦｅあるいは
Ｐの含有量は、次のように規制される。Ｎｉ−Ｆｅ合金
メッキ層中のＦｅ％は、重量％で３０〜９０％が好まし
い。Ｆｅ％が、３０％未満では電位的にＮｉメッキ層と
ほぼ同程度となるため、メッキピンホールを低減させな
いと孔食の懸念がある。また、Ｓｎの合金化も進行し易
いため、ｆｒｅｅ−Ｓｎ層の確保による良好な溶接性の
確保の点で好ましくない。一方、Ｆｅが９０％を超える
とＮｉ金属の効果が失われるため、Ｎｉ−Ｆｅ合金層自
身の耐食性が劣化するとともに、Ｓｎの合金化が進行し
ないために、耐熱性の劣化を招く。従って、Ｎｉ−Ｆｅ
合金メッキ層中のＦｅ％は、３０〜９０％が望ましい。

【００２４】Ｎｉ−Ｐ合金メッキ層中のＰ％は、重量％
で、０．１〜１０％が好ましい。Ｐ％が、０．１％未満
では、Ｐの効果が失なわれるために、Ｎｉメッキ層と同
様な挙動となる。そのため、Ｓｎ合金化抑制効果が消失
するとともに、メッキピンホールを減少させないと孔食
が発生し易くなる。一方、Ｐ％が１０％を超えると、合
金層が硬くなるために加工によりクラックが発生し易く
なる。そのため、孔食の発生原因となる。従って、Ｎｉ
−Ｐ合金メッキ層中のＰ％は重量％で０．１〜１０％が
望ましい。

【００２５】Ｎｉ合金メッキを施す方法としては特に規
制しないが、通常実施されているワット浴、硫酸浴、塩
化物浴等のメッキ浴が適正である。また、メッキ時の電
流密度は生産性の点からできるだけ高電流密度が好まし
く、１０Ａ／ｄｍ²以上の電流密度が好ましい。引き続
き、下層にＮｉ−ＦｅあるいはＮｉ−Ｐの合金メッキ層
を有したメッキ鋼板に対して、塗料密着性、塗装耐食性
の向上を目的としてクロメート処理を施す。クロメート
被膜は缶内面に対しては缶内容物が塗膜を通過して塗膜
下で腐食が進行するアンダーカッティングコロージョン
の防止、缶外面に対しては貯蔵時塗膜下で発生する糸状
錆いわゆるフィリフォームコロージョンなどの耐錆性の
向上に非常に効果がある。

【００２６】このようなクロメート被膜を形成すること
により、長時間にわたり塗膜の密着性が劣化せず、良好
な耐食性、耐錆性が保持される。また、クロメート被膜
は硫黄化合物を含む食品、例えば魚肉畜産物などの場合
に見られる鋼板の表面の黒変即ち硫化黒変を防止する効
果が大きい。このように、クロメート被膜は特に塗装さ
れて用いられる場合には性能向上に効果が大きいが、溶
接性に対してはマイナス要因である。ここで言うクロメ
ート被膜とは水和酸化クロム単一の被膜即ち本来のクロ
メート被膜と、いま一つは下層に金属クロム層、上層に
水和酸化クロム層の二層よりなる被膜の二つの場合を指
している。水和酸化クロム被膜は電気的に絶縁体のため
電気抵抗が非常に高く、金属クロムも融点が高くかつ電
気抵抗も高いので、両者とも溶接性を劣化せしめる。

【００２７】そのため、良好な塗装性能と実用的に溶接
性を劣化せしめない適正なクロム付着量が非常に重要で
あり、本発明においてはクロム付着量は金属クロム換算
で片面当たり１〜５０ｍｇ／ｍ²に限定する。即ち、ク
ロム付着量が１ｍｇ／ｍ²未満では、塗料密着性の向
上、アンダーカッティングコロージョンなどの塗膜下腐
食の防止に効果が得られないので、１ｍｇ／ｍ²以上の
クロム付着量とする。一方、５０ｍｇ／ｍ²を越える
と、接触抵抗が著しく増加して局部的な発熱による散り
が発生し、溶接性を劣化する。そのため、クロム付着量
は５０ｍｇ／ｍ²以下とした。

【００２８】クロメート処理は各種のクロム酸のナトリ
ウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩の水溶液による浸
漬処理、スプレイ処理、電解処理などいずれの方法で行
っても良いが、特に陰極電解処理が優れている。とりわ
け、クロム酸にＳＯ₄ ^2-イオン、Ｆ−イオン（錆イオン
を含む）あるいはそれらの混合物を添加した水溶液中で
の陰極電解処理が最も優れている。クロム酸の濃度は特
に規制しないが、２０〜２００ｇ／ｌの範囲で充分であ
る。

【００２９】添加するアニオンの量はＣｒ6+の１／３０
０〜１／２５好ましくは１／２００〜１／５０の時、最
良のクロメート被膜が得られる。アニオンの量がＣｒ6+
の１／３００以下では均質かつ均一で塗装性能に大きく
影響する良質のクロメート被膜が得られない。また、１
／２５以上では、生成するクロメート被膜中に取り込ま
れるアニオンの量が多くなり、塗装性能特に塗料二次密
着性が劣化する。添加するアニオン硫酸、硫酸クロム、
弗化アンモン、弗化ソーダの化合物などの形態でクロム
酸浴中に添加するとよい。

【００３０】浴温は特に規制するものではないが、３０
〜７０℃の範囲が作業性の点から適切な温度範囲であ
る。陰極電解電流密度は５〜１００Ａ／ｄｍ²の範囲で
充分である。処理時間は、前記処理条件の任意の組み合
わせにおいて、クロム付着量が前記に示したように１〜
２０ｍｇ／ｍ²の範囲がよい。

【００３１】そして、上記付着量の範囲において二層型
クロメート被膜における金属クロム層と水和酸化クロム
層の比は特に規制しないが０．６≦水和酸化クロム／金
属クロム≦３の範囲が好ましい。即ち、金属クロムに対
して水和酸化クロムの量が少ない場合、金属クロム層上
の水和酸化クロム層の均一被覆性が劣るため塗料密着性
が劣化する傾向にある。一方、金属クロム層に比べ水和
酸化クロム層が多い場合、水和酸化クロム層中に含有さ
れるアニオンおよびＣｒ6+イオンが多くなり、塗装後高
温環境にさらされた場合にこれらイオンの溶出が起こ
り、塗膜下で微小膨れ（いわゆるブリスター）が発錆し
易くなるので好ましくない。従って、水和酸化クロムと
金属クロムの構成比率を上記のごとく０．６〜３の範囲
に設定するのが好ましい。

【００３２】

【実施例】以下に本発明の実施例について述べ、その結
果を表１に示す。冷間圧延もしくは焼鈍後の２回圧延に
より、所定の板厚に調整したメッキ原板を５％苛性ソー
ダー中で電解脱脂し水洗後１０％硫酸中で電解酸洗し、
表面活性化後下地処理を行った。下地処理を行う場合に
は（１）−（Ａ），（Ｂ）に示す条件でＮｉ−Ｆｅ合金
メッキあるいはＮｉ−Ｐ合金メッキを行った。下地処理
後、(２)に示す条件で粒状錫メッキを施し、引き続き
（３)−(Ａ)〜(Ｃ）に示す処理浴でクロメート被膜を生
成させたものを作成した。

【００３３】（１）Ｎｉ合金メッキ条件 （Ａ）Ｎｉ−Ｆｅ合金メッキの一例（Ｎｉ−４０％Ｆｅ
合金） 硫酸ニッケル ７５ｇ／ｌ 塩化ニッケル １４０ｇ／ｌ 硫酸第一鉄 ５０ｇ／ｌ ホウ酸 ３０ｇ／ｌ 電流密度 ；５〜５０Ａ／ｄｍ² メッキ温度；常温〜８０℃ （Ｂ）Ｎｉ−Ｐ合金メッキの一例 硫酸ニッケル ２４０ｇ／ｌ 塩化ニッケル ４５ｇ／ｌ 亜リン酸 ２０ｇ／ｌ ホウ酸 ３０ｇ／ｌ 電流密度 ；１〜５０Ａ／ｄｍ² メッキ温度；常温〜８０℃

【００３４】（２） 粒状錫メッキ処理 メッキ浴組成 ＳｎＳＯ₄ １０〜３０ｇ／ｌ Ｈ₂ＳＯ₄ ６０ｇ／ｌ メッキ浴温度 ６０℃ 電流密度 ０．１〜１０Ａ／ｄｍ²（電解時間は
Ｓｎメッキ量に応じて調整） 錫メッキの粒径はＳｎＳＯ₄量および電流密度により調
整

【００３５】（３）クロメート処理浴 （Ａ）ＣｒＯ₃ １００ｇ／ｌ ＳＯ₄ ^2- ０．６ｇ／ｌ （Ｂ）Ｎａ₂Ｃｒ₂Ｏ₇ ２４ｇ／ｌ ｐＨ ４．５ （Ｃ）ＣｒＯ₃ ８０ｇ／ｌ ＳＯ₄ ^2- ０．０５ｇ／ｌ Ｎａ₂ＳｉＦ₆ ２．５ｇ／ｌ ＮＨ₄Ｆ ０．５ｇ／ｌ 上記処理材について、以下に示す（Ａ）〜（Ｈ）の項目
について実施し、その特性を評価した。

【００３６】（Ａ）接触抵抗の測定 シーム溶接性に大きな影響を与える接触抵抗値をＣＦ型
電極のスポット溶接機を用いて測定した。測定用試験片
は、高温短時間での塗装焼き付けを想定して３２０℃ま
で１９ｓｅｃで昇温する条件でｂａｋｉｎｇを行った。
ＣＦ型電極を用いた静抵抗測定方法を以下に示す。用い
た電極はクロム銅製で先端径４．５ｍｍφのものであ
る。試験片２枚を電極間に配置し、エアーシリンダーに
より２００ｋｇｆに加圧した状態で電極間に１Ａの定電
流を通電し、その時の電極／電極間、電極／鋼板間、鋼
板／鋼板間の電圧降下をナノボルトメーターで測定する
ことで、冷間での静抵抗を求めた。

【００３７】（Ｂ）シーム溶接性 試験片は、高温短時間での塗装焼き付けを想定して３２
０℃まで２０ｓｅｃで昇温する条件でｂａｋｉｎｇを行
い、次の溶接条件でシーム溶接性を評価した。ラップ代
０．５ｍｍ、加圧力４５ｋｇｆ、溶接スピード４２０缶
／ｍｉｎの条件で、電流を変更して溶接を実施し、十分
な溶接強度が得られる最小電流値と「散り」などの溶接
欠陥が目立ち始める最大電流値からなる適性電流範囲の
広さ、および溶接欠陥の発生状況から総合的に判断して
評価した。

【００３８】（Ｃ）塗膜硬度テスト 缶外面の塗膜の傷付き程度を評価するため、缶外面に相
当する面にクリヤーラッカーを４０ｍｇ／ｄｍ²塗布し
３１０℃まで２０ｓｅｃで昇温する焼き付け条件で乾燥
硬化した。引き続き、各種硬度の鉛筆の芯の先端をフラ
ットに調整した後、試験片に対し４５°の角度で押し当
て、５０ｍｍ長さの傷付きテストを行った。塗膜硬度は
鉛筆の芯の硬度で評価した。

【００３９】（Ｄ）碁盤目テスト 試験片の缶内面に相当する面にエポキシフェノール系塗
料を５５ｍｇ／ｄｍ²塗布し、更に缶外面に相当する面
にクリヤーラッカーを４０ｍｇ／ｄｍ²塗布し、２９０
℃まで１５ｓｅｃで昇温する焼き付け条件で乾燥硬化し
た。引き続き、各々の面に１ｍｍ間隔でスクラッチを入
れ、計１００個の碁盤目を作成し速やかにテープ剥離
し、その剥離状況を評価した。

【００４０】（Ｅ）ＵＣＣ（アンダーカッティングコロ
ージョン）評価テスト 缶内面に相当する面の塗装後耐食性を評価するため、缶
内面側に相当する面に缶用エポキシフェノール（フェノ
ールリッチ）塗料を片面当たり５０ｍｇ／ｄｍ²塗布
し、３１０℃まで１８ｓｅｃで昇温する条件で焼き付け
を行った。その後塗装板の鉄面に達するようにスクラッ
チを入れ、１．５％クエン酸−１．５％食塩の混合液で
ある試験液中に大気開放下で５５℃×４日間浸漬した。
試験終了後、速やかにスクラッチ部および平面部をテー
プ剥離して、スクラッチ部近傍の塗膜下腐食状況、スク
ラッチ部のピッティング状況および平面部の塗膜剥離状
況を判定して総合的に評価した。

【００４１】（Ｆ）耐硫化黒変性テスト 缶内面側に相当する面に（Ｅ）と同様の塗装を行い、１
ｔ曲げを施した試験片を市販の鯖水煮を均一化したもの
の中に入れ、１１５℃×９０ｍｉｎのレトルト処理を行
った。試験後、曲げ加工部および平面部の硫化黒変状況
を評価した。

【００４２】（Ｇ）フィリフォームコロージョンテスト 缶外面側に相当する面の糸状錆び性を評価するため、ク
リヤーラッカーを４０ｍｇ／ｄｍ²塗布し、２８０℃ま
で１７ｓｅｃで昇温する焼き付け条件で乾燥硬化した。
引き続き、ナイフで鉄面に達するスクラッチを入れ、３
５℃で５％の塩水噴霧を１時間施し、速やかに水洗乾燥
後２５℃で相対湿度８５％で２週間放置し、糸状錆び性
を評価した。

【００４３】（Ｈ）実缶テスト 試験片の缶内面側に相当する面にエポキシフェノール系
塗料を４５ｍｇ／ｄｍ²塗布し、更に缶外面に相当する
クリヤーラッカーを４０ｍｇ／ｄｍ²塗布した後、３２
０℃まで２２ｓｅｃで昇温する焼き付け条件で乾燥硬化
した。引き続き、シーム溶接機を用いて、缶胴を製作し
溶接部をエポキシ系樹脂で補修を行い、オレンジジュー
スとコーラ（リン酸系炭酸飲料）を充填後＃２５ブリキ
製の缶蓋を巻き絞め、３８℃で１５ケ月保管した。試験
終了後、内容物を取り出し鉄溶出量および缶内面側（平
坦部と溶接部）の腐食状況を観察評価した。上記の試験
結果から明らかなように、本発明の缶用材料は、本発明
の限定範囲から逸脱する比較材料に較べて鋼板／鋼板間
の接触抵抗が小さく優れたシーム溶接性を示し、また溶
接後の耐食性さらには実缶テスト時のＦｅ溶出量も少な
く優れた耐食性を示す。

【００４４】

【表１Ａ】

【００４５】

【表１Ｂ】

【００４６】

【表１Ｃ】

【００４７】

【発明の効果】本発明は従来の溶接缶用材料の問題点を
有利に解消したものであり、特に高温短時間焼き付を行
った場合に十分広い適性溶接範囲を有し、かつ良好な塗
料密着性と、塗装後耐食性を発揮する等顕著な効果を示
すものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大賀 智也 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１番１号 新 日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板表面に、片面当たり、１００〜２５
   ００ｍｇ／ｍ²のＮｉ−Ｆｅ合金、あるいはＮｉ−Ｐ合
   金メッキ層を有し、その上に、粒径０．２〜４．０μの
   Ｓｎメッキ粒子を１０〜４００ｍｇ／ｍ²で点在したＳ
   ｎメッキ層、更にその上にクロム換算で１〜５０ｍｇ／
   ｍ²のクロメート被膜を施したことを特徴とするシーム
   溶接性と塗料密着性に優れた溶接缶用材料。