JPH0531452A - Di缶用片面塗装鋼板 - Google Patents

Di缶用片面塗装鋼板

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JPH0531452A
JPH0531452A JP3276043A JP27604391A JPH0531452A JP H0531452 A JPH0531452 A JP H0531452A JP 3276043 A JP3276043 A JP 3276043A JP 27604391 A JP27604391 A JP 27604391A JP H0531452 A JPH0531452 A JP H0531452A
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慶一 志水
Fumio Kunishige
文男 国繁
Junichi Tanabe
純一 田辺
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Abstract

(57)【要約】 [目的] スチール製DI缶の内面スプレー塗装の1コ
ート化を果たし、DI缶のコストを低減する。 [構成] DI缶用鋼板において、鋼板の結晶粒度、表
面粗度を定め、かつ缶内面、缶外面となる鋼板表面それ
ぞれにおける表面処理の種類およびその量を定め缶内面
側となる鋼板表面の表面処理層の上に極薄の有機塗膜を
設けてなる鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、DI缶用材料に関する
もので、詳しくはDI缶の内面塗装回数の低減を果たし
得る片面塗装鋼板に関する。
【0002】
【従来の技術】炭酸飲料、ビール等の内圧飲料缶容器と
して、アルミ、およびぶりきDI缶が競合しつつ、広く
用いられている。いずれも、絞り、しごき加工後、洗浄
され、その後、缶内面にスプレー塗装が行われる。アル
ミDI缶の場合、アルミ自体が耐食性を有することもあ
り、通常スプレー回数は1回とされる。一方、ぶりきD
I缶の場合、内容物にもよるが、一般的に2回の塗装が
実施される。ここで、塗装回数が多いことは、省エネル
ギー、省資源の点から好ましくなく、また缶コストを高
いものとしている。それゆえ、塗装回数を低減すること
が強く望まれている。塗装回数を低減することを目的と
する従来技術として特公昭60−4753がある。特公
昭60−4753は、金属クロムおよび水和酸化クロム
の2層を鋼板表面に有するクロムメッキ鋼板の両面に、
厚み5〜15μmの塗膜を、部分硬化の状態で焼付けす
ることにより、DI加工後の缶内面のスプレー塗装を1
回化(1コート化)するものである。特公昭60−47
53においては、密着性の点からクロムメッキとし、塗
膜厚みは、加工後の塗膜の連続性を考慮してその最低厚
みを5μmとし、加工時のダイへのビルドアップの点か
ら上限を15μmとする。また塗膜の硬化状態に関して
は、塑性変形時の流展性を考慮して部分硬化の状態とす
るものである。特公昭60−4753は、スプレー塗装
を1回化するにおいて、DI加工後、スプレー前の塗膜
の状態を、可能なかぎり連続性、密着性を有するものに
するというものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】特公昭60−4753
のような厚い塗膜を設けることにより缶内面塗装の1コ
ート化を果たす場合の問題点として密着性、経済性、外
面色調がある。膜厚が、5μmを越えるとしごき加工
時、塗膜は、極めて剥離、脱落しやすくなる。それゆえ
下地表面処理の種類は、必然的に特公昭60−4753
のごとく密着性の優れたクロムメッキに限定される。こ
こで表面処理をクロムメッキに限定した時、缶外面色調
は、ぶりきDI缶、アルミDI缶に比べはるかに暗く、
かつ鮮映性がなく商品価値の乏しいものとなる。また1
コート化によるコストメリットも乏しくなる。すなわ
ち、鋼板表面への塗装厚みを5〜15μmとする場合
、DI成形ごの塗膜厚みは、およそ1.7〜5μmと
なる。一方、1回のスプレー塗装による塗膜厚みは、3
μm程度であり、塗料の使用量に関しては、何等低減さ
れ得ないものである。しかるに、本願は、缶外面の鮮映
性等、他の要求特性を損なうことなく、またコスト低減
をもたらすことを必須要件とし、DI缶の缶内面塗装の
1コート化の研究を行った。
【0004】
【課題を解決するための手段】缶内面へのスプレー塗装
を1コート化したとき、塗装欠陥(ピンホール)が発生
しやすくなる。塗装欠陥のサイズは数ミクロンから数百
ミクロン程度の小さなものであるが、ぶりきDI缶の場
合、その部分からの鉄溶出、その部分の孔食が問題とな
る。そのような塗装欠陥を防止するため、ぶりきDI缶
の場合、缶コストは高くなるが、スプレー塗装が2回行
われているのが実状である。ここで、1コート化を果た
す手段としては、1)塗装欠陥を不可避的なものとし、
下地表面処理鋼板の耐食性の改善、2)DI缶洗浄工程
で、缶内面に表面処理することによるスプレー塗料の濡
れ性の改善、3)塗料自体を改質することによる缶壁へ
の塗料のの濡れ性の改善等がある。これらのうち、鋼成
分、あるいは表面処理の調整による耐食性の改善は、内
容物によって効果の程度が異なり、多くの内容物を対象
とするとき、1コート化の完全な対策になり得ていな
い。また、缶への表面処理、塗料の改質等をおこなって
も、缶内面のすずと鉄の分布状態が多様であること、缶
形状が複雑である等の理由により、1コートで塗装欠陥
を皆無にするまでには至っていない。
【0005】ここで、本発明は、缶への表面処理、塗料
の改質によっては果たされ得ていないが、缶への塗料の
濡れ性を極めて優れたものとすれば、いずれの内容物に
対しても対策になり得る塗装欠陥の皆無化が、必ず果た
されるものと考え、濡れ性に焦点を絞り検討を行った。
塗装欠陥を皆無にするためには、DI加工、洗浄された
缶内面に、スプレーされた塗料が濡れ良く、缶内面を厚
み保持しつつ広がることが必要であると考え、そのよう
な機能を缶内面に持たせるべく研究を行った。その結
果、結晶粒度、表面粗度、表面処理の種類を定めた表面
処理鋼板の缶内面側となる面に、極めて薄い有機皮膜を
設けたものが、本願の目的に適することを見いだした。
【0006】以下に、その内容について説明する。缶内
面側となる鋼板表面に設ける有機塗膜厚みを、0.3〜
3.0μmとする。このような薄い有機塗膜厚みでは、
DI加工前においても若干の塗装欠陥が存在し、絞り加
工、しごき加工により無数の塗膜欠陥が導入される。こ
のことは、塗膜欠陥をなくするという本願の目的とは相
反するものであるが、このような無数の欠陥の導入が、
逆に塗膜欠陥の皆無化につながる。すなわち、加工によ
り塗膜亀裂、塗膜の浮きなどが発生するが、そのような
表面にスプレー塗装を行うと、塗料の濡れ、および広が
りが、著しく改善される。塗膜の亀裂、浮きなどが存在
することにより、表面張力的な作用により前記効果が発
現されるものと推察される。それゆえ、本願において
は、加工後の塗膜は連続的であるよりは、むしろ微細な
クラック、浮きが無数に存在する方が望ましいとする。
ここで、塗膜厚みの下限は、塗装性、および濡れ性改善
効果の点から0.3μmとし、上限は、経済性の点から
3μmとする。ここで有機塗膜の種類は、食品衛生性、
加工性、下地との密着性、経済性、DI缶の加工度等を
考慮して溶剤系、水系塗料から選べばよく、例えば、エ
ポキシ・フェノール系塗料、エポキシ・アミノ系塗料、
エポキシ・アクリル系塗料等がある。
【0007】次に、結晶粒度、表面粗度、表面処理を限
定する理由について説明する。結晶粒度が大きいと、絞
り加工において表面が肌あれし、大きな凹凸が形成され
る。そして、凸部の塗料は、つぎのしごき加工におい
て、ポンチと強く接触し、かつ摺動するため、脱落しや
すくなる。この点において、大きな肌あれをもたらす大
きな結晶粒は好ましくなく、粒度Noの下限を定めた。
また、結晶粒が小さくなると、肌あれの点からは好まし
いが、硬質化するため、絞り加工時しわが発生しやすく
なり、しわの山部の塗料が脱落しやすくなる。よって、
結晶粒度Noの上限を13とした。また、表面粗度につ
いては、粗度が大きい場合、塗装時その山部に塗膜が形
成され難く、また形成され得たとしても、絞り加工、し
ごき加工において脱落しやすく、本発明の意図する均
一、微細な塗膜亀裂を有する缶内壁は得難い。よって、
その上限を中心線平均あらさで1.2μmとする。また
下限は絞り加工の安定性、工業生産規模での粗度の安定
性を考慮し0.1μmとする。
【0008】次に、表面処理を限定する理由について説
明する。外面側すずめっき量が、1.0g/m以下で
は、しごき加工において缶外面にキズが発生しやすく連
続製缶が難しくなる。製缶性の点から下限を定め、経済
性の点から上限を10g/mとした。なお、すずめっ
き量が上記範囲であれば、缶外面は鮮映な金属光沢的色
調を呈する。缶内面側の表面処理は、耐食性、塗膜との
密着性との関連でさだめる。缶内面すず量は、耐食性、
耐錆性から、0.01g/mを下限とし、塗膜の加工
密着性、経済性の点から5g/mを上限とする。すず
めっき後行うクロメート処理は、すずの酸化を抑制する
ためである。すずの酸化物は、その種類にもよるが、塗
膜の密着性を低下させる。すずめっき後、塗装を行うま
でに時間を要する場合等は酸化が進むためクロメート処
理をすることが望ましい。酸化防止効果の点から、0.
3mg/m以上必要であり、またその効果を果たすに
10mg/m以上は、必要としないため、10mg/
を上限とした。また、すずめっき層上に1〜200
mg/mの金属クロム、3〜30mg/mのクロム
水和酸化物層をもうけるのは、さらに耐食性、塗膜の密
着性を改善するためである。金属クロム、クロム水和酸
化物の下限は、耐食性、密着性に関する効果の点から、
それぞれ1mg/m、3.0mg/mとした。ま
た、金属クロムの上限は、200mg/m以上として
も前記効果がさらに優れるものではなく、主として経済
性の点から定めた。またクロム水和酸化物については、
その量が多くなると、塗装焼付け時の体積収縮等によ
り、密着性が低下する傾向があるためその上限を30m
g/mとする。缶内面となる鋼板表面にすず層を設け
ず、直接金属クロム、クロム水和酸化物層を設けるの
は、経済性、密着性の点からであり金属クロム、クロム
水和酸化物量の限定理由は、下地にすずめっき層を設け
る場合と同じである。
【0009】
【実施例】重量%で、C:0.038%、Si:0.0
1%、Mn:0.28%、S:0.016%、Al:
0.054%、およびその他不可避的不純物からなる鋼
を転炉で溶製し、連続鋳造した鋼片を熱間圧延、冷間圧
延し0.25mmの板厚とし、ついで連続焼鈍あるい
は、箱型焼鈍後調質圧延し、めっき原板とした。その
後、各種めっき処理浴(すずめっき:フェロスタン浴/
クロメート皮膜形成:重クロム酸ソーダ中への浸漬、あ
るいは重クロム酸ソーダ中での電解/鋼板表面への金属
クロム、クロム水和酸化物形成:クロム酸・弗化物浴/
すずめっき上への金属クロム、クロム水和酸化物形成:
クロム酸・硫酸浴)により表1に示す各種表面処理鋼板
を作成した。それら表面処理鋼板の缶内面側となる面に
フェノールエポキシ系(溶剤系)塗料、あるいはエポキ
シ・アクリル系(水系)塗料を塗装焼付け後、211サ
イズ(65mmφ)にDI加工後、洗浄し1回のスプレ
ー塗装を行った。評価は、洗浄後の缶内面外観、洗浄缶
内面への塗料の濡れ性およびスプレー塗装後の缶内面金
属露出(塗膜欠陥)をERV値で評価した。濡れ性は塗
料を一定量滴下し、一定時間後の広がり幅の大小で評価
した。また、ERV値は、塗膜欠陥を介しての通電電流
であり、界面活性剤を含む1%Nacl溶液を電解液と
した。表2の結果から明かなように、本発明の片面塗装
鋼板によるDI缶は、DI加工、洗浄後においてその缶
内面外観、濡れ性が優れ、かつスプレー塗装後のERV
に関しても望ましい状態にあり、スチール製DI缶の内
面スプレー塗装の1回化に適する。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、鋼板の結晶粒度、
表面粗度、表面処理の種類とその量、および缶内面側に
塗装する塗料厚みを定めた片面塗装鋼板は、DI加工、
洗浄後の缶内面にスプレーする塗料の濡れ性が極めてよ
く、スプレー塗装の1回化に適し、DI缶のコストを低
減しうる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結晶粒の大きさが、粒度Noにて9.5
    〜13であり、表面粗度が、中心線平均あらさにて0.
    1〜1.2μmの鋼板の、缶外面となる面に1〜10g
    /m、缶内面となる面に、0.01〜5g/mの錫
    めっき層を設け内面側錫めっき層上層に、厚み0.3〜
    3.0μmの有機塗膜を設けてなるDI缶用片面塗装鋼
    板。
  2. 【請求項2】 缶内面側錫めっき層上層に、金属クロム
    に換算して0.2〜10mg/mのクロメート皮膜を
    もうけ、その上層に厚み0.3〜3.0μmの有機塗膜
    を設けてなる請求項1のDI缶用片面塗装鋼板。
  3. 【請求項3】 缶内面側となる面に、1〜200mg/
    の金属クロム層、3〜30mg/mのクロム水和
    酸化物層を設け、その上層に厚み0.3〜3.0μmの
    有機塗膜を設けてなる請求項1のDI缶用片面塗装鋼
    板。
  4. 【請求項4】 缶内面側錫めっき層上層に、1〜200
    mg/mの金属クロム層、3〜30mg/mのクロ
    ム水和酸化物層を設け、その上層に厚み0.3〜3.0
    μmの有機塗膜を設けてなる請求項1のDI缶用片面塗
    装鋼板。
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