JPH0544078A - 耐錆性と外観性の優れた容器用表面処理鋼板 - Google Patents

耐錆性と外観性の優れた容器用表面処理鋼板

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JPH0544078A
JPH0544078A JP22368891A JP22368891A JPH0544078A JP H0544078 A JPH0544078 A JP H0544078A JP 22368891 A JP22368891 A JP 22368891A JP 22368891 A JP22368891 A JP 22368891A JP H0544078 A JPH0544078 A JP H0544078A
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JP
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plating
alloy
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layer
steel plate
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JP22368891A
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Shigeru Hirano
茂 平野
Tomoya Oga
智也 大賀
Mitsutoshi Inoue
満稔 井上
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、2ピース缶(絞りしごき加工(例
えばDI缶))の材料として使用される耐錆性と外観及
び高温塗装焼付け性に優れた容器用表面処理鋼板を提供
する 【構成】 缶外面に相当する面の下層にコバルトを0.
5〜30%含有する0.5〜20g/m2の亜鉛−コバ
ルト合金めっき層を有し、次いで上層に亜鉛を5〜9
7.5%含有する1〜20g/m2のスズ−亜鉛合金め
っき層を有し、場合によっては、最表層にクロム換算付
着量で1〜50mg/m2のクロメート被膜を有する容
器用表面処理鋼板により、優れた耐錆性と印刷仕上り性
及び高温塗装焼付け性を確保できる。 【効果】 DI成形性、印刷仕上がり性、耐錆性及びめ
っき特性の優れた容器用表面処理鋼板にある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は2ピース缶(絞りしごき
加工(例えばDI缶))の材料として使用される耐錆性
と外観および高温塗装焼付け性に優れた容器用表面処理
鋼板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、飲料缶を中心にして絞りしごき加
工による製缶方式(例えばDI加工製缶方式)の発展が
著しく、これまで以上に高性能な容器用表面処理鋼板の
要求が非常に強い。そこで従来より、DI缶用表面処理
鋼板として例えば「鋼板にSnめっき層、その上にNi
めっき層を施したシーム溶接缶用鋼板(特公昭63−1
8676号公報)」、「鋼板にSnめっき層、その上に
クロメート処理したシーム溶接缶用鋼板(特公昭63−
30998号公報)」、「Snめっき層の皮膜中に、P
を含有させたシーム缶用電気めっき鋼板(特公平1−3
2308号公報)」など多くのDI成形性の良好なブリ
キが使用されてきたが、缶外面側の大きな問題点とし
て、次の点が挙げられる。 缶外面側において錆が発生しやすく、水道水や川水
あるいは塩水中に浸漬するとボトム部および疵つき箇所
において短時間に錆が発生する。 ブリキはDI成形後、缶外面側で光沢ができるため
印刷後の外観が暗くなり、印刷仕上がり性に問題があ
る。 DI成形後、地鉄が露出するため化成処理にばらつ
きを生じ、均一印刷性に問題がある。 現在、これらの問題に対して印刷前に行われる下地塗装
の塗装膜厚を厚くすることで対応することが可能であ
る。確かに塗装膜厚を厚くし塗膜欠陥の無い塗装被膜を
缶外面に塗装すれば、良好な印刷仕上がり性および均一
印刷性を確保できる。しかし、この方法では塗装被膜の
損傷部すなわち缶外面の疵つき箇所の錆発生の問題につ
いては対応することができない。さらに塗装膜厚を厚く
すると塗装費用が高くつき経済的にも不利である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、缶外面側で
優れた耐錆性を発揮し良好な製缶加工特性(特にDI成
形性)を有し、DI成形後の印刷仕上がり性も良好であ
り、かつ均一印刷性も良好で経済的にも合致した容器用
表面処理鋼板を提供せんとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】鋼板の缶外面相当側にC
oを0.5〜30%含有するZn−Co合金めっき層を
0.5〜20g/m2施し、その上にSnめっき層を
0.5〜20g/m2またはZnを5〜97.5%含有
するSn−Zn合金めっき層を1〜20g/m2施し、
あるいはさらにクロム換算付着量で1〜50mg/m2
のクロメート皮膜を施した耐錆性と外観性の優れた容器
用表面処理鋼板を提供するものである。
【0005】
【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、めっき原板としては容器用鋼板として用途に
応じた材質を有するめっき原板を使用する。めっき原板
の製造法は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、調質圧延
などの工程を経て製造される。このようにして製造され
ためっき原板の缶外面に相当する面にZn−Co合金め
っきを施した後に、SnめっきまたはSn−Zn合金め
っきを行う。缶内面側に相当する面は特に規制するもの
ではなく例えば通常のブリキあるいは有機フィルムをラ
ミネートしてもよい。鋼板の缶外面相当側の下層にZn
−Co合金めっきを施す目的は良好な耐錆性および良好
な外観を確保するもである。すなわち、従来のスチール
DI缶はDI加工によりSnめっき層が損傷し地鉄が露
出しており、水分がDI缶表面に存在した場合、地鉄は
Snに比べて電位が卑になるため地鉄が腐食する。しか
しDI缶表面上に地鉄より卑なZn−Co合金が存在す
ると、Zn−Co合金の地鉄に対する犠牲防食作用によ
り地鉄の腐食を防止して良好な耐錆性を確保し、
【0006】更に、DI加工後に良好な外観を確保する
ためにもZn−Co合金のめっき量を0.5g/m2
上にする必要がある。従来のスチールDI缶は先に述べ
たように、DI加工後に地鉄が露出するため、外観が暗
く印刷仕上がり性も悪い。ところが下層に0.5g/m
2以上のZn−Co合金めっき層を施すことにより、D
I加工後の地鉄の露出を防止し外観が白っぽく印刷仕上
がり性も良好な外観を呈する。また、Zn−Co合金め
っき量層の付着量の増加に、印刷仕上がり性が向上する
が、その量が20g/m2を越えるとこの効果が飽和す
る。したがって、経済的にもZn−Co合金のめっき量
は20g/m2以下とした。また、このようなZn−C
o合金めっき層中の効果を得るためにはめっき層中のC
o含有率は0.5%以上が必要である。すなわち、Co
含有率が0.5%未満の少ない含有量では、DI加工後
の製缶工程での塗装焼付け時にめっき層の温度が198
℃以上に上昇するとSnとZnの接触面でめっき層が溶
融し外観が悪化する問題がある。これはSn−Zn合金
が198℃に共晶点を持つことによりめっき層の融点が
低下するためである。しかし、0.5%以上のCo含有
したZn−Co合金を下層にめっきすると上層にSnめ
っきまたはSn−Znめっき層を施してもZnがCoと
合金化しているためSn−Zn合金が生成されることが
なく、高温、高速の塗装焼付けが可能となる。また、Z
n−Co合金化によるめっき層が30%を越えると上層
にSnまたはSn−Zn合金めっきを施しても絞りしご
き加工性が著しく劣化する。これはCo含有率が30%
を越えるとZn−Co合金が純Znに比べて硬くなり、
絞りしごき加工に必要な潤滑性が失われるためである。
したがって、Zn−Co合金中に含有するCoを0.5
〜30%に規制する必要がある。
【0007】さらに上層のSnめっきおよびSn−Zn
合金めっきは下層のZn−Co合金めっき層に良好なD
I加工性を付与するもので、Snめっき層は0.5〜2
0g/m2またはSn−Zn合金めっき層は5〜97.
5%のZnを含有して1〜20g/m2が必要である。
Snめっき量が0.5g/m2未満およびSn−Zn合
金めっき量の1g/m2未満では、DI加工時に材料と
金型との潤滑性を十分に付与できない問題がある。しか
し、Snめっき量が20g/m2またSn−Zn合金め
っきのめっき量が20g/m2を越えると、DI加工性
の向上効果が飽和し経済的に不利である。したがってS
nめっき量は0.5〜20g/m2またSn−Zn合金
めっき量は1〜20g/m2とした。また、このような
Sn−Zn合金めっき層の効果を得るためにはめっき層
中のZn含有率を5〜97.5%に含有させなければな
らない。下層にZn−Co合金めっき、上層にSn−Z
n合金めっきを有する鋼板はDI加工後の缶壁部に水あ
るいは塩水等の水溶液(電解液)が付着した場合、Sn
−Zn合金めっき部とZn−Co合金めっき部の間で局
部電池を作り電位的に卑なZn−Co合金めっき層が溶
出する。Zn−Co合金の溶出速度はZn−Coめっき
層とSn−Zn合金めっき層との電位差に依存するた
め、DI加工後に、良好な耐錆性を確保するためにはこ
の電位差をできるだけ小さくする必要がある。 Sn−
Zn合金めっき層の電位はZn−Coめっき層に比べて
かなり貴であるが、Sn−Zn合金めっき層中のZnの
含有量を増加することによって電位をZnめっきに接近
させる。したがって、Sn−Zn合金めっき層中のZn
含有率が5%未満の少ない含有量では上記の理由からZ
n−Coの外面耐錆性の向上効果は十分に認められな
い。また、Sn−Zn合金めっき層中のZn%が97.
5%を越えた場合には、潤滑機能を減じてDI成形時に
外面側めっき層がダイスにより損傷を受ける度合い即ち
『かじり』の発生が大きくなり、DI成形性を劣化す
る。つまり、Sn−Zn合金めっき層中のZn含有率は
DI缶の外面側で良好な耐錆性を確保し、DI成形性の
劣化を発生させる事のない適正な量として5%〜97.
5%に規定した。
【0008】このように優れた特性を有する下層Zn−
Co合金めっき層、上層Sn−Zn合金めっき層を形成
するためのめっき浴は特に規制されるものではなく、下
層のZn−Co合金めっきは硫酸浴、ピロリン酸浴、シ
アン浴、塩化物浴が用いられ、合金めっき層中のCo含
有率は主に各々の浴中の金属イオン量のバランスでコン
トロールし、合金めっき量も電解に要するクーロン数で
コントロールできる。上層のSn−Zn合金めっきはピ
ロリン酸浴、シアン浴、硫酸浴、塩化物浴が用いられ、
合金めっき層中のZn含有率は主に各々の浴中の金属イ
オン量のバランスでコントロールでき、合金めっき量は
電解に要するクーロン数でコントロールできる。
【0009】(クロメート)Snめっき層もピロリン酸
浴、シアン浴、硫酸浴、塩化物浴、フェロスタン浴など
が用いられ、めっき量も電解に要するクーロン数でコン
トロールできる。さらに、本発明においては、上記のよ
うに、外面相当面の下層にZn−Co合金めっき層を上
層にSn−Zn合金めっき層を有するめっき鋼板に対し
て、めっき層の空気酸化による変色を防止する目的から
必要に応じてクロメート処理を施す。クロメート処理
は、一般に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が使用され、処理方法は特に規制さ
れないが例えば浸漬処理、スプレー処理、電解処理であ
る。クロメート処理によるクロメート付着量は金属クロ
ム量換算で1mg/m2以上が必要である。これは1m
g/m2未満の少ないクロム付着量ではクロメート処理
により生成するクロメート被膜が完全にめっき鋼板を覆
うことができないため、空気酸化による変色を防ぐこと
ができない。また、クロム付着量が50mg/m2を越
えると経済的に不利である。このようにめっき層の空気
酸化を防ぐために微量のクロメート被膜が有効である
が、更にDI成形後に塗装性能、塗装後耐食性を向上さ
せるために化成処理としてクロメート処理あるいはリン
酸処理が施されるが、本発明においてはDI成形後のこ
れらの処理方法及び処理条件については、特に規制する
ものではなく、通常行われている処理方法が適用され
る。
【0010】
【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及び表2に示す。冷間圧延、焼鈍工程により、
DI缶用途に応じた材質と板厚に調整しためっき原板を
5%苛性ソーダ中で電解脱脂水洗後、10%硫酸中で電
解酸洗し表面活性化後、缶内面に相当する面に(1)に
示す条件でSnめっきを、あるいは(2)に示す条件で
有機フィルムのラミネートを行い、引き続き缶外面に相
当する面の下層に(3)−(イ)、(ロ)に示す条件で
Zn−Coめっきを行い、上層に(4)−(イ)、
(ロ)に示す条件でSn−Zn合金めっきを施した。ま
た、クロメート処理を行う場合は、(5)に示す条件で
行った。
【0011】(1)Snめっき条件 硫酸浴めっき浴組成 硫酸第一錫 10g/l 硫酸ソーダ 300g/l めっき浴温 55℃ 電流密度 10〜30A/dm2(電解時間はめっき
量に応じて調整) (2)有機フィルムラミネート条件 膜厚40μmのポリエチレンテレフタレートフィルム、200
℃、1秒でラミネート (3)Zn−Co合金めっき条件 (イ)ピロリン酸浴めっき浴組成 ピロリン酸亜鉛 10〜150g/l(合金組成に応じて調
整) 塩化コバルト 20〜100g/l(合金組成に応じて調
整) ピロリン酸カリウム 250g/l めっき浴温 50℃ 電流密度 10〜30A/dm2(電解時間はめっき
量に応じて調整) (ロ)硫酸浴めっき浴組成 硫酸亜鉛 30〜250g/l(合金組成に応じて調
整) 硫酸コバルト 10〜100g/l(合金組成に応じて調
整) 硫酸ソーダ 80g/l めっき浴温 55℃ 電流密度 20〜40A/dm2(電解時間はめっき
量に応じて調整)
【0012】(4) Sn−Zn合金めっき条件 (イ) ピロリン酸浴めっき浴組成 ピロリン酸第一錫 10〜50g/l (合金組成に応じて調
整) 硫酸亜鉛 20〜100g/l(合金組成に応じて調
整) ピロリン酸カリウム 250g/l めっき浴温 50℃ 電流密度 10〜30A/dm2(電解時間はめっき
量に応じて調整) (ロ) 硫酸浴めっき浴組成 硫酸第一錫 10〜60g/l (合金組成に応じて調
整) 硫酸亜鉛 30〜150g/l(合金組成に応じて調
整) 硫酸ソーダ 300g/l めっき浴温 55℃ 電流密度 10〜30A/dm2(電解時間はめっき
量に応じて調整) (5) クロメート処理条件 浴組成 ニクロム酸ソーダ 24g/l pH 4.5 めっき浴温 45℃ 処理条件 浸漬処理
【0013】上記処理材について、以下に示す(A)〜
(D)の項目について試験を行いその性能を評価した。 (A)DI成形性水溶性エマルジョンタイプのクーラント
を使用して、ブランクサイズ136mmφから缶径6
5.9mmφまで製缶スピード110缶/minの成形
条件でDI缶を成形し、各種処理材のDI成形性を評価
した。尚、評価基準は以下の基準で判定した。 ◎;DI成形性は極めて良好。 ○;しごき加工時外面に若干かじりが発生するが、DI
成形性良好。 △;DI成形は可能であるが、しごき加工時外面に強度
のかじりが発生し、DI成形性に劣る。 ×;DI成形過程で材料が破断し、DI成形不可能。 (B) DI成形後の印刷仕上がり性 (A)の条件でDI缶を作成し、赤、白、黄色の缶外面用
インキを膜厚5μで印刷し、その印刷仕上がり性を目視
で判定した。判定基準は以下のとおり。 ○;印刷後の外観が白っぽく、印刷仕上がり性が極めて
良好。 △;印刷後の外観に若干光沢が認められ、印刷仕上がり
性が若干劣る。 ×;印刷後の外観にブリキと同程度の光沢が認められ、
印刷仕上がり性に劣る。
【0014】(C) 外面側の耐錆性 (A), (B)の条件で作成したDI印刷缶の外面側の耐錆性
を以下の評価テストにて評価した。 尚、評価材はウォール部に疵を付けた部分とボトム部を
評価した。 水道水浸漬テスト :評価材を水道水中に常温で3日間
浸漬し、評価該当部の発錆率を測定した。 冷凍サイクルテスト:評価材を−15℃の冷凍庫に30
min保定後、すぐ49℃相対湿度98%以上の湿気槽
に80min入れた後、常温で室内に22時間放置する
のを1サイクルとして15サイクル試験を継続し、評価
該当部の発錆率を測定した。 湿気槽テスト :49℃相対湿度98%以上の湿気
槽に2週間保管し、評価該当部の発錆率を測定した。 尚、各試験での耐錆性の評価基準は以下のとおり ◎;錆の発生が全く認められなく、耐錆性極めて良好。 ○;発錆率が5%以下で耐錆性良好。 △;発錆率5〜30%で耐錆性やや劣る。 ×;発錆率30%以上で耐錆性がブリキと同程度に劣
る。 (D) めっき層溶融試験 (A) の条件で作成したDI缶を230℃の乾燥炉に10
min保定し、缶外面のめっき層の溶融を目視で観察し
た。判定基準は以下のとおり。 ○;めっき層の溶融が全く認められない。 △;めっき層の溶融がわずかに認められる。 ×;めっき層の溶融が缶全体に認められる。
【0015】
【表1A】
【0016】
【表1B】
【0017】
【表2A】
【0018】
【表2B】
【0019】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は比較例に比
し、DI成形性、印刷仕上がり性、耐錆性、更に、めっ
き層溶融試験結果も優れためっき特性を示し、極めて耐
錆性と外観に優れた容器用表面処理鋼板を提供すること
にある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板の缶外面相当側にCoを0.5〜3
    0%含有するZn−Co合金めっき層を0.5〜20g
    /m2施し、その上にSnめっき層を0.5〜20g/
    2またはZnを5〜97.5%含有するSn−Zn合
    金めっき層を1〜20g/m2施した事を特徴とする耐
    錆性と外観性の優れた容器用表面処理鋼板。
  2. 【請求項2】 鋼板の缶外面相当側にCoを0.5〜3
    0%含有するZn−Co合金めっき層を0.5〜20g
    /m2施し、その上にSnめっき層を0.5〜20g/
    2またはZnを5〜97.5%含有するSn−Zn合
    金めっき層を1〜20g/m2施し、さらにクロム換算
    付着量で1〜50mg/m2のクロメート皮膜を施した
    事を特徴とする耐錆性と外観性の優れた容器用表面処理
    鋼板。
JP22368891A 1991-08-09 1991-08-09 耐錆性と外観性の優れた容器用表面処理鋼板 Withdrawn JPH0544078A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100321537B1 (ko) * 1993-09-20 2002-11-04 게.엠.파프악티엔게젤샤프트 단추구멍재봉틀
US10080518B2 (en) 2006-06-23 2018-09-25 Brian M. Dugan Methods and apparatus for encouraging wakefulness of a driver using biometric parameters measured using a wearable monitor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100321537B1 (ko) * 1993-09-20 2002-11-04 게.엠.파프악티엔게젤샤프트 단추구멍재봉틀
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