JPH06218465A - 深絞り缶及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は有機被覆鋼板を深絞り加工して得られ
るシームレス缶に関するものであり、シームレス缶とし
ての加工性が良く、しかも酸性飲料やスポーツ飲料等の
厳しい酸腐食性内容物に対して十分な耐食性を有する深
絞り缶を提供することにある。 【構成】本発明は鋼板面に錫含有金属を被覆率２０乃至
８０％の範囲で被覆し、更に金属クロム及びクロム水和
酸化物の被覆をして、有機樹脂被覆層を鋼板に形成し、
この缶素材を深絞り缶とするものであり、被覆率は下記
式で表される。 被覆率：ＰSn＝１００｛１−（ＶFe／ＶFeo ）｝（ＶFe
は被覆鋼板面をエッチング処理していったときのFeの露
出面と被覆錫含有金属の露出面とがほぼ定状になったと
きの値であり、ＶFeo は被覆なし鋼板のFeの露出面の値
である。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は有機被覆鋼板を深絞り加工
して得られるシームレス缶に関するものであり、より詳
細には鋼板の表面処理において錫含有金属を適宜に組み
合せ用いることによって、酸性飲料やスポーツ飲料等の
使用に適した耐食性の有る深絞り缶に関する。

【０００２】

【技術の背景】従来、側面無継目（サイド・シームレ
ス）缶としては、アルミニウム板、ブリキ板或いはティ
ン・フリー・スチール板等の金属素材を、絞りダイスと
ポンチとの間で少なくとも１段の絞り加工に付し、側面
に継目のない胴部と該胴部に継目なしに一本に接続され
た底部とから成るカップに形成し、次いで所望により前
記胴部に、しごきポンチとしごきダイスとの間でしごき
加工を加えて、容器胴部を薄肉化する缶の製造方法が知
られている。この側面無継目缶を製造するに際して、前
記金属素材にポリプロピレンや熱可塑性ポリエステル等
の熱可塑性樹脂フィルムをラミネートした素材を用いる
ことも既に知られている。

【０００３】本発明者等の提案にかかる特開平1-258822
号公報には、上記深絞りに際して曲げ伸ばしにより缶側
壁部を薄肉化する方法、即ち被覆金属板の前絞りカップ
を、カップ内に挿入された環状の保持部材と再絞りダイ
スとで保持し、保持部材及び再絞りダイスと同軸に且つ
保持部材内を出入し得るように設けられた再絞りポンチ
と再絞りダイスとを互いに噛み合うように相対的に移動
させ、前絞りカップよりも小径の深絞りカップに絞り成
形する方法において、再絞りダイスの作用コーナ部の曲
率半径(RD)を金属板素板厚(tB)の１乃至2.9 倍の寸法と
し、保持部材の保持コーナ部の曲率半径(RD)を前記金属
板素板厚(tB)の4.1 乃至１２倍の寸法とし、保持部材及
び再絞りダイスの前絞りカップとの平面状係合部は0.00
1 乃至0.2 の動摩擦係数を有するものとし、浅絞りカッ
プ径／深絞りカップ径の比で定義される再絞り比が1.1
乃至1.5 の範囲となるように少なくとも１段の絞り成形
を行い、カップ側壁部を高さ方向全体にわたって均一に
曲げ薄肉化することを特徴とする再絞り方法が記載され
ている。また、被覆金属板としては、ティンフリースチ
ール（ＴＦＳ：電解クロム酸処理鋼板）を用いることも
提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】ところで、基材にＴ
ＦＳを使用し有機樹脂を被覆した缶素材は、樹脂被覆層
の密着性が優れているため、前記した深絞り加工、及び
それに伴う薄肉化加工、更にはネックイン加工、蓋との
二重巻締め加工、加熱殺菌処理、あるいは内容品保存の
際に樹脂被覆材が剥離するといった問題は生じない。こ
のため、このような缶素材から成る深絞り缶は優れた加
工特性を有している。

【０００５】しかしながら、大量生産工程において、有
機樹脂被覆材に欠陥や加工損傷を一定のレベルで生じる
場合があり、一部に下地金属が露出することがある。こ
のような下地金属露出があると、ＴＦＳ表面処理被覆は
耐食性に限界があるため、内容物が腐食性の厳しい酸性
飲料やスポーツ飲料である場合に鉄の異常溶出或いは孔
食、漏洩といった問題が生じてくる。

【０００６】また、このような問題を考慮して鋼板の表
面被覆に耐食性があるものとして、錫の犠牲溶解による
防食効果が認められる錫合金等の表面処理が考えられ
る。しかしながら、現在の各種錫めっき処理鋼板では有
機樹脂被覆材に対する密着性あるいは付着性が十分でな
いため、浅絞り加工程度の加工性にしか耐えることがで
きず、深絞り加工、あるいはその後のネックイン加工及
び二重巻締加工等に十分に耐えるに至っていない。

【０００７】

【発明の目的】したがって、本発明の目的は、腐食性の
厳しい酸性飲料やスポーツ飲料等の内容物が問題なく適
用でき、且つ深絞りあるいは薄肉化加工が十分にできる
耐食性に優れた深絞り缶を提供することにある。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】本発明によれば鋼板上
に錫含有金属を被覆し、該被覆率が下式で定義される被
覆率ＰSn２０〜80％の範囲であり、被覆率ＰSn＝１００
｛１−（ＶFe／ＶFeo ）｝ （但し、ＶFeは被覆鋼板面をエッチング処理していった
ときのFeの露出面と被覆錫含有金属の露出面とがほぼ定
状になったときの値であり、ＶFeoは被覆なし鋼板のFe
の露出面の値である。） 該錫含有金属被覆鋼板全面に金属クロム及びクロム水和
酸化物を更に被覆した後に有機樹脂被覆をして成る缶素
材を深絞り加工して得られることを特徴とする耐食性に
優れた深絞り缶が提供される。

【０００９】前記深絞り缶において、錫含有金属は錫の
割合が２０％以上であることを特徴とすることができ
る。

【００１０】本発明によればまた、鋼板上に錫含有金属
を被覆し、該被覆率が下式で定義される被覆率：ＰSn２
０〜８０％の範囲であり、 被覆率：ＰSn＝１００｛１−（ＶFe／ＶFeo ）｝（ＶFe
は被覆鋼板面をエッチング処理していったときのFeの露
出面と被覆錫含有金属の露出面とがほぼ定状になったと
きの値であり、ＶFeo は被覆なし鋼板のFeの露出面の値
である。） 該錫含有金属被覆鋼板全面に金属クロム及びクロム水和
酸化物を更に被覆した後に有機樹脂被覆をして成る缶素
材を深絞り加工する際に缶胴部の薄肉化加工を同時に行
うことを特徴とする深絞り缶の製造方法が提供される。

【００１１】

【発明の作用】本発明は、鋼板基材に錫含有金属の表面
被覆及び金属クロムの表面被覆を単に重ねて処理して耐
食性の向上を図ったものではない。即ち本発明は錫含有
金属を鋼板面に被覆率ＰSn２０乃至８０％の範囲で被覆
した後に、鋼板面全面に金属クロム及びクロム酸化物の
被覆処理することが重要であり、この処理により鋼板素
材の耐食性と有機樹脂被覆材に対する密着性が極めて優
れたものとなることを見い出したものである。

【００１２】前記被覆率ＰSnは式、 被覆率ＰSn＝１０
０｛１−（ＶFe／ＶFeo ）｝…(1) で表わされる値であり、ＶFeは被覆鋼板面をエッチング
処理していったときのFeの露出面と錫含有金属の露出面
とが略定状になったときの値であり、ＶFeo は被覆なし
鋼板のFeの露出面の値である。

【００１３】「図１」は本発明において用いられる錫含
有金属被覆及びクロム及びクロム水和酸化物被覆を行っ
た鋼板の各元素率の表面状態を表わす特性曲線図であ
り、横軸は鋼板をArイオンでスパッタリングしたときの
処理時間を示すものであり、約２０分間のスパッタリン
グは約３００オングストロームのエッチング量に相当す
るものである。また縦軸はＸ線照射によって放出される
各元素の電子量でピーク強度として表わし、このピーク
強度は鋼板面の露出金属の状態及び面積を示すものであ
る。「図１」に示すように、スパッタリングの初期は、
クロム及びクロム酸化物に基づくCr及びOの電子放出が
ほとんどであることから鋼板が初期において完全にクロ
ム及びクロム酸化物被覆されていることが分かる。次
に、エッチング処理が進行するに従って、クロム及びク
ロム酸化物に基づく電子放出は減少し、錫及びFeに基づ
く電子放出が増加しているのが分かる。

【００１４】さて、錫含有金属被覆が２０〜８０％の範
囲であり、完全に鋼板が被覆されない場合には「図１」
に示すように錫及びFeの電子放出が定状となる状態
（「図１」の場合はスパッタリング時間が約３０分間で
ある。）が存在する。これは「図２」に示すように、
「図２」(A) から約３０分間エッチングした「図２」
(B) において、錫含有金属面とFe金属面が存在している
ことから明らかである。この状態は「図２」(B) に示す
ように錫含有金属面が山部９となっているため一定時間
継続する。「図１」では錫含有金属即ち山部９が消失す
るまでエッチングしていないが、錫含有金属が消失すれ
ば当然Feからの電子放出のみでその量はＶFeo となるこ
とが理解される。したがって、前述した式(1) は錫の被
覆率を正確に示すものである。

【００１５】本発明に係る深絞り缶においては、前述し
た被覆率ＰSnが２０乃至８０％、特に２０乃至７５％の
範囲を満たすようにすることが重要である。「図３」
は、錫含有金属の被覆率ＰSnが４７％の鋼板の４００倍
における顕微鏡写真図であり、「図２」(A) はこのよう
な鋼板から成る缶素材の模写図である。このような缶素
材を深絞り加工、更には薄肉化加工した場合、有機樹脂
被覆材が全く剥離せず、また一部に加工損傷があった場
合でも、その損傷が酸性飲料やスポーツ飲料によって腐
食を受けることがない。

【００１６】また、「図４」は錫含有金属の被覆率ＰSn
を変化させたときの耐食性（変色評価）と有機樹脂及び
クロム被覆を含めた密着力の変化を示す特性線図であ
る。「図５」に示すように耐食性は被覆率ＰSn２０％を
境に急激に向上することが理解され、一方被覆率ＰSnが
８０％を越ると密着力が低下し深絞り加工に耐えられな
くなり、被覆率ＰSnが１００％にあってはたとえ錫及び
金属クロムの被覆が完全であっても密着力が落ち深絞り
加工が困難となる（「図４」のＰ点）。

【００１７】

【発明の態様】以下、添付図面に従って本発明に係る深
絞り缶の好ましい態様を示す。

【００１８】「図２」(A) は本発明に用いられる缶素材
の模写断面図である。「図２」(A)に示すように、鋼板
２面には錫含有金属の表面処理層４が形成され、更に金
属クロム及びクロム水和酸化物の表面処理層６が形成さ
れている。金属クロム及びクロム水和酸化物層６は完全
に鋼板２面及び錫含有金属層４面を覆って形成され、金
属クロム及びクロム水和酸化物層６面には更に有機樹脂
層８が形成されている。尚、クロム及びクロム水和酸化
物層６及び有機樹脂層８は、「図２」(A) において厚み
が強調されて描かれている。また、本発明においては錫
含有金属の表面処理層４は「図３」に示すように鋼板２
面に被覆率ＰSn２０〜８０％の範囲で被覆されている。
以下、各構成素材について詳述する。

【００１９】鋼板及び錫含有金属被覆層 鋼板基体は、公知の高度の加工変形を必要としない缶蓋
等の用途に使用されるものであってもよく、また、高度
の加工変形を必要とする組成物で構成されたものであっ
てもよい。鋼板の厚みは、最終缶の寸法等にもよるが、
通常0.05乃至0.35mm、特に0.07乃至0.30mmの範囲にある
のが望ましい。

【００２０】鋼板に被覆処理される錫含有金属の被覆量
は、１００乃至5000mg/m^2、特に１００乃至4000mg/m^2
の範囲であることが望ましい。被覆量が前記範囲を下回
る場合には、「図２」(A) に示す錫含有金属山部４Ａが
十分に形成されず、また被覆率ＰSnが２０％を下回る場
合がある。一方、被覆量が前記範囲を上回る場合には、
被覆率ＰSnが大きく成り過ぎて密着力の低下を招く。

【００２１】また、錫含有金属は鉄、その他の金属との
合金であってもよいが、その含有率は少なくとも％２０
以上であることが望ましい。錫含有率が前記範囲を下回
る場合には、成形された深絞り缶における耐食性の向上
が十分に達成されない。

【００２２】クロム及び金属クロム水和酸化物の被覆層 クロム及びクロム水和酸化物の被覆層は鋼板面及び錫含
有被覆層面を十分に覆って処理され、好適な表面処理鋼
板の一例は、電解クロム酸処理鋼板であり、特に１０乃
至２００mg/m^2の金属クロム層と１乃至５０mg/m^2（金
属クロム換算）クロム酸化物層とを備えたものであり、
このものは有機塗膜密着性と耐腐食性との組合せに優れ
ている。

【００２３】有機樹脂被覆層 有機樹脂被覆８としては、各種熱可塑性樹脂フィルムや
熱硬化性乃至熱可塑性樹脂塗膜を挙げることができる。
また、結晶性熱可塑性樹脂が好適に用いることができる
フィルムとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、エチレン−アクリルエステル共重合体、
アイオノマー等のオレフィン系樹脂フィルム；ポリエチ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、エ
チレンテレフタレート／イソフタレート共重合体、エチ
レンテレフタレート／アジペート共重合体、エチレンテ
レフタレート／セバケート共重合体、ブチレンテレフタ
レート／イソフタレート共重合体等のポリエステルフィ
ルム；ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン１１、ナ
イロン１２等のポリアミドフィルム；ポリ塩化ビニルフ
ィルム；ポリ塩化ビニリデンフィルム等を用いることが
できる。これらのフィルムは未延伸のものでも二軸延伸
のものでもよい。その厚みは、一般に３乃至５０μｍ、
特に５乃至４０μｍの範囲にあることが望ましい。

【００２４】フィルムの金属板への積層は、熱融着法、
ドライラミネーション、押出コート法等により行われ、
フィルムと金属板との間に接着性（熱融着性）が乏しい
場合には、例えばウレタン系接着剤、エポキシ系接着
剤、酸変性オレフィン樹脂系接着剤、コポリアミド系接
着剤、コポリエステル系接着剤や以下に述べる接着プラ
イマー等を介在させることができる。接着プライマーと
しては、金属板への密着性及び防食性に優れ、しかも樹
脂フィルムに対する接着性にも優れた塗料が使用され
る。この接着プライマーとしては、エポキシ樹脂とエポ
キシ樹脂に対する硬化剤樹脂、例えばフェノール樹脂、
アミノ樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂等との組合せか
ら成る塗料、特にエポキシ−フェノール塗料や、塩化ビ
ニル共重合体樹脂及びエポキシ樹脂系塗料の組成物から
成るオルガノゾル系塗料等が使用される。接着プライマ
ー或いは接着剤層の厚みとしては、0.1 乃至５μｍの範
囲が望ましい。

【００２５】ラミネートに際しては、金属或いはフィル
ムの一方或いは両方に接着プライマー或いは接着剤層を
設け、必要により乾燥乃至部分キュアした後、両者を加
熱下に圧着一体化する。このラミネート加工中にフィル
ム中の二軸分子配向が若干緩和することがあるが、絞り
再絞り成形には何等差支えがなく、成形作業性の点では
好ましい場合もある。

【００２６】その他の組成物 外面用のフィルムには、金属板を隠蔽し、また絞り−再
絞り成形時に金属板へのしわ押え力の伝達を助ける目的
で無機フィラー（顔料）を含有させることができる。無
機フィラーとしては、ルチル型またはアナターゼ型の二
酸化チタン、亜鉛華、グロスホワイト等の無機白色顔
料；バライト、沈降性硫酸バライト、炭酸カルシウム、
石膏、沈降性シリカ、エアロジル、タルク、焼成或いは
未焼成クレイ、炭酸バリウム、アルミナホワイト、合成
乃至天然のマイカ、合成ケイ酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム等の白色体質顔料；カーボンブラック、マグネタ
イト等の黒色顔料；ベンガラ等の赤色顔料；シエナ等の
黄色顔料；群青、コバルト青等の青色顔料を挙げること
ができる。これらの無機フィラーは、樹脂当り１０乃至
500 重量％、特に１０乃至３００重量％の量で配合させ
ることができる。フィルムの代りに或いはフィルムと共
に使用可能な保護塗料としては、熱硬化性及び熱可塑性
樹脂から成る任意の保護塗料：例えば、フェノール−エ
ポキシ塗料、アミノ−エポキシ塗料等の変性エポキシ塗
料；例えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニ
ル−酢酸ビニル共重合体部分ケン化物、塩化ビニル−酢
酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エポキシ変性−、
エポキシアミノ変性−或いはエポキシフェノール変性−
ビニル塗料等のビニルまたは変性ビニル塗料；アクリル
樹脂系塗料；スチレン−ブタジエン系共重合体等の合成
ゴム系塗料等の単独または２種以上の組合せが使用され
る。

【００２７】これらの塗料は、エナメル或いはラッカー
等の有機溶媒溶液の形で、或いは水性分散液または水溶
液の形で、ローラ塗装、スプレー塗装、浸漬塗装、静電
塗装、電気泳動塗装等の形で金属素材に施す。勿論、前
記樹脂塗料が熱硬化性の場合には、必要により塗料を焼
付ける。保護塗装は、耐腐食性と加工性の見地から、一
般に２乃至３０μｍ、特に３乃至２０μｍの厚み（乾燥
状態）を有することが望ましい。また、絞り−再絞り性
を向上させるために、塗膜中に、各種滑剤を含有させる
こともできる。

【００２８】絞り加工 絞り−再絞り加工は、「図５」の加工工程に示すように
被覆金属板１０を円板に打抜き、前絞り工程で径の大き
い前絞りポンチとダイスとを用いて底部１１と側壁１２
とから成る前絞りカップ１３を成形し、この前絞りカッ
プ１３を、カップ内に挿入された環状の保持部材と再絞
りダイス（図示せず）とで保持し、保持部材及び再絞り
ダイスと同軸にかつ保持部材内を出入し得るように設け
られた再絞りポンチと再絞りダイスとを互いに噛み合う
ように相対的に移動させ、前絞りカップよりも小径の深
絞りカップ１６に絞り成形し、同様にして更に小径のカ
ップ１９に絞り成形することにより行う。

【００２９】尚、１４及び１７はカップ１６及び１９の
底部であり、１５及び１８はカップ１６及び１９の側壁
部である。この再絞り成形に際して、再絞りダイスの作
用コーナ部において被覆金属板の曲げ伸ばしによる薄肉
化が行われるようにしたり、或いは再絞り成形に際して
再絞りポンチと再絞りダイスとの間で被覆金属板に軽度
のしごきが加わり、これにより薄肉化が行われるように
することが好ましい。一般に、「図５」において、各カ
ップの側壁部の厚みは tw''' ≦tw''≦tw' ≦tB 関係にある。 式 絞り比＝（素板径）／（ポンチ径） …(2) で定義される絞り比は、一般に1.2 乃至2.0 特に1.3 乃
至1.9 の範囲内にあることが好ましく、 式 再絞り比＝（絞りポンチ径）／（再絞りポンチ
径）…(3) で定義される再絞り比は、一般に1.1 乃至1.6 特に1.15
乃至1.5 の範囲内にあることが好ましい。

【００３０】また側壁部の薄肉化の程度は一般に素板厚
（底部厚）の５乃至４５％、特に５乃至４０％程度がよ
い。絞り−深絞り成形に際して、樹脂層に分子配向が生
じるような条件を用いることが好ましく、このため成形
を樹脂層の延伸温度、例えばＰＥＴの場合は４０乃至２
００℃の温度で行うのがよい。

【００３１】絞り成形及び再しぼり成形に際して、被覆
金属板或いは更にカップに、各種滑剤、例えば流動パラ
フィン、合成パラフィン、食用油、水添食用 油、パー
ム油、各種天然ワックス、ポリエチレンワックスを塗布
して成形を行うのがよい。滑剤の塗布量は、その種類に
よっても相違するが、一般に0.1 乃至１０mg/dm^2、特
に0.2 乃至５mg/dm^2の範囲内にあるのがよく、滑剤の
塗布は、これを溶融状態で表面にスプレー塗布すること
により行われる。得られた深絞り缶は、そのまま或いは
水洗、乾燥等の後処理を行った後、ドーミング加工、ト
リミング、ネックイン加工、ビード加工、フランジ加工
等を行って、最終缶胴とする。以上の各加工工程におい
ても有機樹脂被覆材は鋼板に対して優れた追従性を示し
ている。

【００３２】（実施例及び比較例） （実施例１）厚さ０．１５ｍｍ、調質度ＤＲー９の令間
圧延鋼板を酸洗した後に通常のフェロスタン浴を用いて
電流密度０.５Ａ／ｍ^2でＳｎをめっきし、塩酸酸洗す
ることによりＳｎ量１.２ｇ／ｍ^2、Ｓｎ被覆率６０％
のＳｎめっき鋼板を得た。次に、このＳｎめっき鋼板に
常法の電解Ｃｒ酸処理を行い金属Ｃｒ量１２０ｍｇ／ｍ
^2 、Ｃｒ水和酸化物量１５ｍｇ／ｍ^2 を積層状にめっ
きした。なお、Ｓｎ被覆率はＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）
法を用いた分析を行い式(1)から算出した。

【００３３】この様にして得られためっき鋼板の缶内面
に成る側に予めエポキシフェノール系接着プライマを塗
布したクリアの厚み２０μｍに二軸延伸ポリエチレンテ
レフタレート／イソフタレートフイルム（融点２３０
℃）を、また一方缶外面になる側に同様の接着プライマ
を塗布した厚み１５μｍの二酸化チタン含有二軸延伸ポ
リエチレンテレフタレート／イソフタレートフィルム
（融点２３０℃）を両面同時に熱接着することにより、
樹脂被覆金属板を得た。この被覆金属板にパーム油を塗
布し、直径１８７ｍｍの円板に打ち抜き、常法にしたが
って浅絞りカップに成形した。この絞り工程における絞
り比は１．４である。

【００３４】次いで第１次、第２次、第３次再絞り工程
では、絞りカップを８０℃に予備加熱した後、再絞り成
形を行った。この時の第１次乃至第３次の再絞り工程の
成形条件は次のとおりである。 第１次再絞り比 １．２５ 第２次再絞り比 １．２５ 第３次再絞り比 １．２５ 再絞りダイスの作用コーナー部の曲率半径（Ｒd ）
０．４０ｍｍ 缶胴の薄肉化の為に曲げ伸ばし法による再絞り加工を施
した。このようにして行った絞り、再絞りでは、加工性
に問題はなく得られた深絞りカップの諸特性は以下の通
りである。 カップ径 ６６ｍｍ カップ高さ １４０ｍｍ 側壁厚み変化率 −２０％ この後、常法にしたがってドーミング成形を行った後、
パーム油を洗浄水で脱脂後トリミングを行った。次いで
印刷工程において通常のインキ及び仕上げニスを使用し
て外面印刷を施し焼き付けた後に、ネックイン−フラン
ジ加工を施し、薄肉被覆深絞り缶を作製した。

【００３５】この時のＳｎ中の金属Ｓｎの割合は、被覆
深絞り缶の底部を試料として有機樹脂被覆材をモノエタ
ノールアミン溶液で除去した後の電気化学的測定（ＪＩ
Ｓ−Ｇ３３０３付属書）で求めて７５％であった。この
様にして得られた被覆深絞り缶は工程途中で被覆材が剥
離することなく加工することができ、ひき続きオレンジ
ジュースを液体窒素を滴下しながらの９５℃の熱間充填
と蓋の巻締めを行い、３７℃で長期保存し、缶内面の腐
食状態、、孔食漏洩を観察したが何等異常は認められ無
かった。これらの結果をまとめて「表１」に示す。

【００３６】（実施例２）Ｓｎめっきに際しＳｎ量を
３.２ｇ／ｍ^2 、Ｓｎ被覆率を７６％とした以外は実施
例１と同様の被覆及び加工を行い被覆深絞り缶を得た。
得られた結果を「表１」にまとめて示す。

【００３７】（実施例３）Ｓｎめっきに際しＳｎ量を５
２０ｍｇ／ｍ^2 、Ｓｎ被覆率を２６％とした以外は実
施例１と同様の被覆及び加工を行い被覆深絞り缶を得
た。得られた結果を「表１」にまとめて示す。

【００３８】（実施例４）実施例１においてめっき鋼板
に二軸延伸ポリエチレンテレフタレート／イソフタレー
トフィルムを熱接着するに際し、フィルムの融点近傍の
高温で接着したためにＳｎ層と鋼の界面に合金層が生成
しＳｎ層中の金属Ｓｎの割合が４５％である以外は実施
例１と同様の被覆処理及び加工を行い被覆深絞り缶を得
た。得られた結果を「表１」にまとめて示す。

【００３９】（実施例５）めっき鋼板の缶内面になる側
にエポキシフェノール樹脂塗料を乾燥後の塗膜厚さが１
５μｍとなるように塗装焼付けし、一方缶外面になる側
にエポキシフェノール樹脂塗料を乾燥後の塗膜厚さが１
５μｍとなるように塗装焼付けし、この時のＳｎ層中の
金属Ｓｎの割合が５５％である以外は実施例１と同様の
被覆処理及び加工を行い被覆深絞り缶を得た。得られた
結果を「表１」にまとめて示す。

【００４０】（比較例１）厚さ０．１５ｍｍ、調質度Ｄ
Ｒー９の令間圧延鋼板を酸洗した後に通常のフェロスタ
ン浴を用いて電流密度１.５Ａ／ｍ^2 でＳｎをめっき
し、Ｓｎ量３.７ｇ／ｍ2、Ｓｎ被覆率１００％のＳｎめ
っき鋼板を得た。次に、このＳｎめっき鋼板に常法の電
解Ｃｒ酸処理を行い金属Ｃｒ量１２０ｍｇ／ｍ^2 、Ｃ
ｒ水和酸化物量１５ｍｇ／ｍ^2 を積層状にめっきした
めっき鋼板を用いる以外は実施例１と同様の被覆処理及
び加工を行い被覆深絞り缶を得た。得られた結果を「表
１」にまとめて示す。

【００４１】（比較例２）厚さ０．１５ｍｍ、調質度Ｄ
Ｒー９の令間圧延鋼板を酸洗した後に常法の電解Ｃｒ酸
処理を行い金属Ｃｒ量１２０ｍｇ／ｍ^2 、Ｃｒ水和酸
化物量１５ｍｇ／ｍ^2 を積層状にめっきした、いわゆ
るＳｎなし鋼板を用いる以外は実施例１と同様の被覆処
理及び加工を行い被覆深絞り缶を得た。得られた結果を
「表１」にまとめて示す。

【００４２】（比較例３）実施例３においてめっき鋼板
に二軸延伸ポリエチレンテレフタレート／イソフタレー
トフィルムを熱接着するに際し、Ｓｎの融点以上の高温
で接着したためにＳｎ層と鋼の界面に合金層が生成しＳ
ｎ層中の金属Ｓｎの割合が１５％である以外は実施例１
と同様の被覆処理及び加工を行い被覆深絞り缶を得た。
得られた結果を「表１」にまとめて示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、鋼板面に錫含有金属を
被覆率２０乃至８０％の範囲で被覆し、更に金属クロム
及びクロム水和酸化物の被覆をして、有機樹脂被覆層を
鋼板に形成し、これを深絞り缶としたので、深絞り缶の
有機樹脂被覆層は錫含有金属層があっても鋼板面に十分
に密着しており、前述した深絞り加工、ドーミング加
工、トリミング、ネックイン加工、ビード加工、フラン
ジ加工等の際に全く剥離が見られない。しかも、錫含有
金属が所定量以上存在することにより、錫の犠牲溶解効
果が生じ、腐食性の厳しい酸性飲料内容物等にも十分に
適用することができる。

【００４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】表面処理した缶素材面をスパッタリングした時
間と、その時の表面をＸ線照射したときの各種被覆材の
元素に基づいて放出される電子量との相関線図である。

【図２】(A)及び(B)は、缶素材断面の模写図である。

【図３】缶素材に錫含有金属を被覆したときの顕微鏡写
真に基づく被覆粒子の形状図である。

【図４】缶素材の錫被覆率と、有機被覆材料の密着力及
び耐食性との相関線図である。

【図５】缶素材からの絞り工程図である。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 深絞り缶及びその製造方法

【特許請求の範囲】

【数１】ＰＳ_n ＝１００｛１−（ＶＦｅ／ＶＦｅｏ）｝ 式中、ＶＦｅは被覆鋼板面をＸ線光電子分光法に付し、
エッチング処理していったときの鉄（Ｆｅ）の電子強度
と錫（Ｓｎ）の電子強度とがほぼ定状になったときの鉄
の電子強度の値であり、ＶＦｅｏは錫（Ｓｎ）被覆がな
い状態での鉄の電子強度の値である、で定義される被覆
率（ＰＳｎ）が２０乃至８０％となるように被覆し、且
つこの錫含有金属被覆鋼板の全面に金属クロム及びクロ
ム水和酸化物を、更に被覆した後、有機樹脂被覆を施し
た缶素材を深絞り加工して成ることを特徴とする耐食性
と被覆密着性とに優れた深絞り缶。

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は有機被覆鋼板を深絞り加工
して得られるシームレス缶及びその製法に関するもので
あり、より詳細には鋼板の錫含有金属の被覆率が一定の
範囲にある金属基体と有機被覆層との積層体を素材と
し、酸性飲料やスポーツ飲料等の使用に適した耐食性の
有る深絞り缶及びその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、側面無継目（サイド・シームレ
ス）缶としては、アルミニウム板、ブリキ板或いはティ
ン・フリー・スチール板等の金属素材を、絞りダイスと
ポンチとの間で少なくとも１段の絞り加工に付し、側面
に継目のない胴部と該胴部に継目なしに一体に接続され
た底部とから成るカップに形成し、次いで所望により前
記胴部に、しごきポンチとしごきダイスとの間でしごき
加工を加えて、容器胴部を薄肉化する缶の製造方法が知
られている。この側面無継目缶を製造するに際して、前
記金属素材にポリプロピレンや熱可塑性ポリエステル等
の熱可塑性樹脂フィルムをラミネートした素材を用いる
ことも既に知られている。

【０００３】本発明者等の提案にかかる特開平1-258822
号公報には、上記深絞りに際して曲げ伸ばしにより缶側
壁部を薄肉化する方法、即ち被覆金属板の前絞りカップ
を、カップ内に挿入された環状の保持部材と再絞りダイ
スとで保持し、保持部材及び再絞りダイスと同軸に且つ
保持部材内を出入し得るように設けられた再絞りポンチ
と再絞りダイスとを互いに噛み合うように相対的に移動
させ、前絞りカップよりも小径の深絞りカップに絞り成
形する方法において、再絞りダイスの作用コーナ部の曲
率半径(RD)を金属板素板厚(tB)の１乃至2.9 倍の寸法と
し、保持部材の保持コーナ部の曲率半径(RD)を前記金属
板素板厚(tB)の4.1 乃至１２倍の寸法とし、保持部材及
び再絞りダイスの前絞りカップとの平面状係合部は0.00
1 乃至0.2 の動摩擦係数を有するものとし、浅絞りカッ
プ径／深絞りカップ径の比で定義される再絞り比が1.1
乃至1.5 の範囲となるように少なくとも１段の絞り成形
を行い、カップ側壁部を高さ方向全体にわたって均一に
曲げ薄肉化することを特徴とする再絞り方法が記載され
ている。また、被覆金属板としては、ティンフリースチ
ール（ＴＦＳ：電解クロム酸処理鋼板）を用いることも
提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】ところで、基材にＴ
ＦＳを使用し有機樹脂を被覆した缶素材は、樹脂被覆層
の密着性が優れているため、前記した深絞り加工、及び
それに伴う薄肉化加工、更にはネックイン加工、蓋との
二重巻締め加工、加熱殺菌処理、あるいは内容品保存の
際に樹脂被覆材が剥離するといった問題は生じない。こ
のため、このような缶素材から成る深絞り缶は優れた加
工特性を有している。

【０００５】しかしながら、大量生産工程において、有
機樹脂被覆材に欠陥や加工損傷を一定のレベルで生じる
場合があり、一部に下地金属が露出することがある。こ
のような下地金属露出があると、ＴＦＳ表面処理被覆は
耐食性に限界があるため、内容物が腐食性の厳しい酸性
飲料やスポーツ飲料である場合に鉄の異常溶出或いは孔
食、漏洩といった問題が生じてくる。

【０００６】また、このような問題を考慮して鋼板の表
面被覆に耐食性があるものとして、錫の犠牲溶解による
防食効果が認められる錫合金等の表面処理が考えられ
る。しかしながら、現在の各種錫めっき処理鋼板では有
機樹脂被覆材に対する密着性あるいは付着性が十分でな
いため、浅絞り加工程度の加工性にしか耐えることがで
きず、深絞り加工、あるいはその後のネックイン加工及
び二重巻締加工等に十分に耐えるに至っていない。

【０００７】

【発明の目的】したがって、本発明の目的は、腐食性の
厳しい酸性飲料やスポーツ飲料等の内容物が問題なく適
用でき、且つ深絞りあるいは薄肉化加工が十分にできる
耐食性に優れた深絞り缶を提供することにある。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】本発明によれば、鋼板
上に錫含有金属を式、 「数１」ＰＳ_n ＝１００｛１−（ＶＦｅ／ＶＦｅｏ）｝ 式中、ＶＦｅは被覆鋼板面をＸ線光電子分光法に付し、
エッチング処理していったときの鉄（Ｆｅ）の電子強度
と錫（Ｓｎ）の電子強度とがほぼ定状になったときの鉄
の電子強度の値であり、ＶＦｅｏは錫（Ｓｎ）被覆がな
い状態での鉄の電子強度の値である、で定義される被覆
率（ＰＳｎ）が２０乃至８０％となるように被覆し、且
つこの錫含有金属被覆鋼板の全面に金属クロム及びクロ
ム水和酸化物を、更に被覆した後、有機樹脂被覆を施し
た缶素材を深絞り加工して成ることを特徴とする耐食性
と被覆密着性とに優れた深絞り缶が提供される。

【０００９】この深絞り缶において、錫含有金属は錫の
割合は２０％以上であるべきであるが、被覆率が２０〜
８０％にあることにも関連して、図２の（Ａ）及び
（Ｂ）並びに図３に示す通り、本発明に用いる錫含有金
属鋼板の表面では、鋼板が海、錫含有金属層が島となっ
た海−島構造をとるのがよい。

【００１０】本発明によればまた、鋼板上に錫含有金属
を式、 「数１」ＰＳ_n ＝１００｛１−（ＶＦｅ／ＶＦｅｏ）｝ 式中、ＶＦｅは被覆鋼板面をＸ線光電子分光法に付し、
エッチング処理していったときの鉄（Ｆｅ）の電子強度
と錫（Ｓｎ）の電子強度とがほぼ定状になったときの鉄
の電子強度の値であり、ＶＦｅｏは錫（Ｓｎ）被覆がな
い状態での鉄の電子強度の値である、で定義される被覆
率（ＰＳｎ）が２０乃至８０％となるように被覆し、且
つこの錫含有金属被覆鋼板の全面に金属クロム及びクロ
ム水和酸化物を、更に被覆した後、有機樹脂被覆を施し
た缶素材を、浅い前絞りカップに絞り成形し、この前絞
りカップを、カップ内に挿入された環状の保持部材と再
絞りダイスとで保持し、保持部材及び再絞りダイスと同
軸に且つ保持部材内を出入し得るように設けられた再絞
りポンチと再絞りダイスとを互いに噛み合うように相対
的に移動させ、前絞りカップよりも小径の深絞りカップ
に絞り成形すると共に、カップ側壁部を高さ方向全体に
わたって均一に曲げ薄肉化することを特徴とする深絞り
缶の製造方法が提供される。

【００１１】

【作用】本発明は、鋼板基体上に、錫含有金属を完全に
連続した被覆として施こすのではなく、表面に錫含有金
属面と鋼面とが混在するように錫含有金属を被覆するこ
と及びこの不完全錫含有金属被覆面上に金属クロム及び
クロム酸化物の表面処理層を設けることが顕著な特徴で
あり、これにより、金属基体そのものの耐食性を顕著に
向上せしめながら、しかも金属基体と有機樹脂被覆材と
の密着性を苛酷な深絞り加工や側壁部の曲げ伸しによる
薄肉化加工に耐えるように著しく向上させることができ
る。

【００１２】一般に、金属基体上における各原子の分布
状態並びに化学組成は、Ｘ線光電子分光法で測定するこ
とができ、本発明でも、前記光電子分光法で求めた前記
「数１」の被覆率が２０乃至８０％、特に好適には３０
乃至６０％の範囲内にあれば満足すべき結果が得られ
る。

【００１３】「図１」は、本発明に用いる金属基体につ
いて、Ｘ線光電子分光法による測定結果を示しており、
横軸は鋼板をＡｒイオンでスパッタリングしたときの処
理時間を示すものであり、約２０分間のスパッタリング
は約３００オングストロームのエッチング量に相当する
ものである。また縦軸はＸ線照射によって放出される各
元素の光電子強度として表わし、このピーク強度は金属
基体面の露出金属の種類及び組成を示すものである。

【００１４】また、「図２」の（Ａ）は、缶素材となる
積僧体の断面構造を金属の表面構造を強調して示したも
のであり、「図２」の（Ｂ）は、錫含有金属被覆鋼板
（金属クロム及びクロム酸化物の表面処理層を除いたも
の）の断面構造を、やはり表面構造を強調して示したも
のである。「図１」に示すように、エッチングの初期
は、クロム及びクロム酸化物に基づくＣｒ及びＯの電子
放出がほとんどであることから鋼板が最外表面において
完全にクロム及びクロム酸化物被覆されていることが分
かる。次に、エッチング処理が進行するに従って、クロ
ム及びクロム酸化物が除かれるため、これらに基づく電
子放出は減少し、錫及びＦｅに基づく電子放出が増加し
てくるのが分かる。即ち、錫含有金属の被覆が完全でし
かも連続したものである場合には、Ｆｅに基づく電子放
出は生じないが、Ｓｎ及びＦｅによる電子放出が共存し
ていることは、クロム被覆前の錫含有金属被覆鋼板に
は、Ｆｅ相とＳｎ相とが混在して露出していることを示
す。スパッタリングの進行に伴って、Ｓｎの光電子強度
とＦｅの光電子強度とがほぼ水平にレベリングする状態
（定常状態）が表われるが、この時点における強度は、
鋼板の基準面（メッキ前の表面）における両金属の面積
比に関係するものとみてよい。本発明の測定では、この
時点でのＦｅによる光電子強度をＶＦｅとする。

【００１５】これは、「図２」において、（Ａ）の状態
から約３０分間エッチングした状態（Ｂ）では、錫含有
金属面Ｓｎと鋼金属面Ｆｅとが共存し、しかも鋼の海に
錫含有金属Ｓｎが島（山）９となって浮かんでいるた
め、この定常状態が一定時間継続することが了解されよ
う。

【００１６】「図１」は、「図２」の状態迄のエッチン
グを示しているが、更にエッチングを続行すると、「図
６」に示す通り、錫含有金属層が消失し、Ｆｅからの電
子放出のみとなり、その光電子強度は未被覆鋼板の光電
子強度ＶＦｅｏとなる。

【００１７】「図３」は錫含有金属の被覆率Ｐｓｎが４
７％の鋼板の４００倍における顕微鏡写真であり、黒い
部分が鋼、白い部分が錫含有金属である。この写真から
鋼が海、錫含有金属が島となった表面構造をとっている
ことが了解される。錫含有金属層の大きさは、約０．２
乃至５μｍの範囲にわたっている。

【００１８】この鋼の部分は、金属クロム−クロム酸化
物層を介して有機樹脂被覆層の密着力を高め、一方錫含
有金属層の部分はそれが溶出することによって下地鋼の
腐食や金属溶出を防止するように作用する。かくして、
このような缶素材を深絞り加工、更には薄肉化加工した
場合、有機樹脂被覆材が全く剥離せず、また一部に加工
損傷があった場合でも、その損傷が酸性飲料やスポーツ
飲料等によって腐食を受けることがない。

【００１９】また、「図４」は錫含有金属の被覆率ＰＳ
ｎを変化させたときの耐食性（変色評価）と有機樹脂及
びクロム被覆を含めた密着力の変化を示す概念的特性線
図である。「図４」に示すように耐食性は被覆率ＰＳｎ
２０％を境に急激に向上することが理解され、一方被覆
率ＰＳｎが８０％を越ると密着力が低下し深絞り加工に
耐えられなくなり、被覆率ＰＳｎが１００％にあっては
たとえ錫及び金属クロムの被覆が完全であっても密着力
が落ち深絞り加工が困難となる（「図４」のＰ点）。

【００２０】

【発明の好適態様】以下、添付図面に従って本発明に係
る深絞り缶の好ましい態様を示す。

【００２１】「図２」の（Ａ）は本発明に用いられる缶
素材の模写断面図である。「図２」の（Ａ）に示すよう
に、鋼板２面には錫含有金属の表面処理層４が形成さ
れ、更に金属クロム及びクロム水和酸化物の表面処理層
６が形成されている。金属クロム及びクロム水和酸化物
層６は完全に鋼板２面及び錫含有金属層４面を覆って形
成され、金属クロム及びクロム水和酸化物層６面には更
に有機樹脂層８が形成されている。尚、クロム及びクロ
ム水和酸化物層６及び有機樹脂層８は、「図２」の
（Ａ）において厚みが強調されて描かれている。また、
本発明においては錫含有金属の表面処理層４は「図３」
に示すように鋼板２面に被覆率ＰSn２０〜８０％の範囲
で被覆されている。以下、各構成素材について詳述す
る。

【００２２】鋼板及び錫含有金属被覆層 鋼板基体は、公知の高度の加工変形を必要としない缶蓋
等の用途に使用されるものであってもよく、また、高度
の加工変形を必要とする組成物で構成されたものであっ
てもよい。鋼板の厚みは、最終缶の寸法等にもよるが、
通常0.05乃至0.35mm、特に0.07乃至0.30mmの範囲にある
のが望ましい。

【００２３】鋼板に被覆処理する錫含有金属の被覆量
は、１００乃至5000mg/m² 、特に１００乃至4000mg/m²
の範囲であることが望ましい。被覆量が前記範囲を下回
る場合には、「図２」の（Ａ）に示す錫含有金属山部
（島）４Ａが十分に形成されず、また被覆率ＰSnが２０
％を下回る場合がある。一方、被覆量が前記範囲を上回
る場合には、被覆率ＰSnが大きく成り過ぎて密着力の低
下を招く。

【００２４】また、錫含有金属は鉄、その他の金属との
合金であってもよいが、その含有率は少なくとも２０％
以上であることが望ましい。錫含有率が前記範囲を下回
る場合には、成形された深絞り缶における耐食性の向上
が十分に達成されない。

【００２５】「図３」に示す表面構造の錫含有金属層を
形成させるには、後述する実施例に示すとおり、メッキ
層を粒状の形で析出させ、形成されるメッキ鋼板を塩酸
等による酸洗浄に付するのがよい。

【００２６】クロム及び金属クロム水和酸化物の被覆層 クロム及びクロム水和酸化物の被覆層は鋼板面及び錫含
有被覆層面を十分に覆うように処理するのがよい。好適
な表面処理鋼板の一例は、電解クロム酸処理鋼板であ
り、特に１０乃至２００mg/m² の金属クロム層と１乃至
５０mg/m² （金属クロム換算）クロム酸化物層とを備え
たものがよく、このものは有機塗膜密着性と耐腐食性と
の組合せに優れている。

【００２７】有機樹脂被覆層 有機樹脂被覆８としては、各種熱可塑性樹脂フィルムや
熱硬化性乃至熱可塑性樹脂塗膜を挙げることができる。
また、結晶性熱可塑性樹脂が好適に用いることができる
フィルムとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、エチレン−アクリルエステル共重合体、
アイオノマー等のオレフィン系樹脂フィルム；ポリエチ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、エ
チレンテレフタレート／イソフタレート共重合体、エチ
レンテレフタレート／アジペート共重合体、エチレンテ
レフタレート／セバケート共重合体、ブチレンテレフタ
レート／イソフタレート共重合体等のポリエステルフィ
ルム；ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン１１、ナ
イロン１２等のポリアミドフィルム；ポリ塩化ビニルフ
ィルム；ポリ塩化ビニリデンフィルム等を用いることが
できる。これらのフィルムは未延伸のものでも二軸延伸
のものでもよい。その厚みは、一般に３乃至５０μｍ、
特に５乃至４０μｍの範囲にあることが望ましい。

【００２８】フィルムの金属板への積層は、熱融着法、
ドライラミネーション、押出コート法等により行われ、
フィルムと金属板との間に接着性（熱融着性）が乏しい
場合には、例えばウレタン系接着剤、エポキシ系接着
剤、酸変性オレフィン樹脂系接着剤、コポリアミド系接
着剤、コポリエステル系接着剤や以下に述べる接着プラ
イマー等を介在させることができる。接着プライマーと
しては、金属板への密着性及び防食性に優れ、しかも樹
脂フィルムに対する接着性にも優れた塗料が使用され
る。この接着プライマーとしては、エポキシ樹脂とエポ
キシ樹脂に対する硬化剤樹脂、例えばフェノール樹脂、
アミノ樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂等との組合せか
ら成る塗料、特にエポキシ−フェノール塗料や、塩化ビ
ニル共重合体樹脂及びエポキシ樹脂系塗料の組成物から
成るオルガノゾル系塗料等が使用される。接着プライマ
ー或いは接着剤層の厚みとしては、0.1 乃至５μｍの範
囲が望ましい。

【００２９】ラミネートに際しては、金属或いはフィル
ムの一方或いは両方に接着プライマー或いは接着剤層を
設け、必要により乾燥乃至部分キュアした後、両者を加
熱下に圧着一体化する。このラミネート加工中にフィル
ム中の二軸分子配向が若干緩和することがあるが、絞り
再絞り成形には何等差支えがなく、成形作業性の点では
好ましい場合もある。

【００３０】その他の組成物 外面用のフィルムには、金属板を隠蔽し、また絞り−再
絞り成形時に金属板へのしわ押え力の伝達を助ける目的
で無機フィラー（顔料）を含有させることができる。無
機フィラーとしては、ルチル型またはアナターゼ型の二
酸化チタン、亜鉛華、グロスホワイト等の無機白色顔
料；バライト、沈降性硫酸バライト、炭酸カルシウム、
石膏、沈降性シリカ、エアロジル、タルク、焼成或いは
未焼成クレイ、炭酸バリウム、アルミナホワイト、合成
乃至天然のマイカ、合成ケイ酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム等の白色体質顔料；カーボンブラック、マグネタ
イト等の黒色顔料；ベンガラ等の赤色顔料；シエナ等の
黄色顔料；群青、コバルト青等の青色顔料を挙げること
ができる。これらの無機フィラーは、樹脂当り１０乃至
500 重量％、特に１０乃至３００重量％の量で配合させ
ることができる。フィルムの代りに或いはフィルムと共
に使用可能な保護塗料としては、熱硬化性及び熱可塑性
樹脂から成る任意の保護塗料：例えば、フェノール−エ
ポキシ塗料、アミノ−エポキシ塗料等の変性エポキシ塗
料；例えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニ
ル−酢酸ビニル共重合体部分ケン化物、塩化ビニル−酢
酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エポキシ変性−、
エポキシアミノ変性−或いはエポキシフェノール変性−
ビニル塗料等のビニルまたは変性ビニル塗料；アクリル
樹脂系塗料；スチレン−ブタジエン系共重合体等の合成
ゴム系塗料等の単独または２種以上の組合せが使用され
る。

【００３１】これらの塗料は、エナメル或いはラッカー
等の有機溶媒溶液の形で、或いは水性分散液または水溶
液の形で、ローラ塗装、スプレー塗装、浸漬塗装、静電
塗装、電気泳動塗装等の形で金属素材に施す。勿論、前
記樹脂塗料が熱硬化性の場合には、必要により塗料を焼
付ける。保護塗装は、耐腐食性と加工性の見地から、一
般に２乃至３０μｍ、特に３乃至２０μｍの厚み（乾燥
状態）を有することが望ましい。また、絞り−再絞り性
を向上させるために、塗膜中に、各種滑剤を含有させる
こともできる。

【００３２】絞り加工 絞り−再絞り加工は、「図５」の加工工程に示すように
被覆金属板１０を円板に打抜き、前絞り工程で径の大き
い前絞りポンチとダイスとを用いて底部１１と側壁１２
とから成る前絞りカップ１３を成形し、この前絞りカッ
プ１３を、カップ内に挿入された環状の保持部材と再絞
りダイス（図示せず）とで保持し、保持部材及び再絞り
ダイスと同軸にかつ保持部材内を出入し得るように設け
られた再絞りポンチと再絞りダイスとを互いに噛み合う
ように相対的に移動させ、前絞りカップよりも小径の深
絞りカップ１６に絞り成形し、同様にして更に小径のカ
ップ１９に絞り成形することにより行う。

【００３３】尚、１４及び１７はカップ１６及び１９の
底部であり、１５及び１８はカップ１６及び１９の側壁
部である。この再絞り成形に際して、再絞りダイスの作
用コーナ部において被覆金属板の曲げ伸ばしによる薄肉
化が行われるようにしたり、或いは再絞り成形に際して
再絞りポンチと再絞りダイスとの間で被覆金属板に軽度
のしごきが加わり、これにより薄肉化が行われるように
することが好ましい。一般に、「図５」において、各カ
ップの側壁部の厚みは、 tw'''≦ tw''≦ tw'≦tB の関係にある。 式、 絞り比＝（素板径）／（ポンチ径） …(2) で定義される絞り比は、一般に1.2 乃至2.0 特に1.3 乃
至1.9 の範囲内にあることが好ましく、式、 再絞り比＝（絞りポンチ径）／（再絞りポンチ径）…
(3) で定義される再絞り比は、一般に1.1 乃至1.6 特に1.15
乃至1.5 の範囲内にあることが好ましい。

【００３４】また側壁部の薄肉化の程度は一般に素板厚
（底部厚）の５乃至４５％、特に５乃至４０％程度がよ
い。絞り−深絞り成形に際して、樹脂層に分子配向が生
じるような条件を用いることが好ましく、このため成形
を樹脂層の延伸温度、例えばＰＥＴの場合は４０乃至２
００℃の温度で行うのがよい。

【００３５】絞り成形及び再しぼり成形に際して、被覆
金属板或いは更にカップに、各種滑剤、例えば流動パラ
フィン、合成パラフィン、食用油、水添食用油、パーム
油、各種天然ワックス、ポリエチレンワックス等を塗布
して成形を行うのがよい。滑剤の塗布量は、その種類に
よっても相違するが、一般に0.1 乃至１０mg/dm² 、特
に0.2 乃至５mg/dm² の範囲内にあるのがよく、滑剤の
塗布は、これを溶融状態で表面にスプレー塗布すること
により行われる。得られた深絞り缶は、そのまま或いは
水洗、乾燥等の後処理を行った後、ドーミング加工、ト
リミング、ネックイン加工、ビード加工、フランジ加工
等を行って、最終缶胴とする。以上の各加工工程におい
ても有機樹脂被覆材は鋼板に対して優れた追従性を示し
ている。

【００３６】

【実施例】 （実施例１）厚さ０．１５ｍｍ、調質度ＤＲ−９の冷間
圧延鋼板を酸洗した後に通常のフェロスタン浴を用いて
電流密度０.５Ａ／ｍ² でＳｎをめっきし、塩酸酸洗す
ることによりＳｎ量１.２ｇ／ｍ² 、Ｓｎ被覆率５０％
のＳｎめっき鋼板を得た。次に、このＳｎめっき鋼板に
常法の電解Ｃｒ酸処理を行い金属Ｃｒ量１２０ｍｇ／ｍ
² 、Ｃｒ水和酸化物量１５ｍｇ／ｍ² を積層状にめっき
した。なお、Ｓｎ被覆率はＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）法
を用いた分析を行い式(1)から算出した。

【００３７】この様にして得られためっき鋼板の缶内面
に成る側に予めエポキシフェノール系接着プライマーを
塗布したクリアの厚み２０μｍの二軸延伸ポリエチレン
テレフタレート／イソフタレートフイルム（融点２３０
℃）を、また一方缶外面になる側に同様の接着プライマ
ーを塗布した厚み１５μｍの二酸化チタン含有二軸延伸
ポリエチレンテレフタレート／イソフタレートフィルム
（融点２３０℃）を両面同時に熱接着することにより、
樹脂被覆金属板を得た。この被覆金属板にパーム油を塗
布し、直径１８７ｍｍの円板に打ち抜き、常法にしたが
って浅絞りカップに成形した。この絞り工程における絞
り比は１．４である。

【００３８】次いで第１次、第２次、第３次再絞り工程
では、絞りカップを８０℃に予備加熱した後、再絞り成
形を行った。この時の第１次乃至第３次の再絞り工程の
成形条件は次のとおりである。 第１次再絞り比 １．２５ 第２次再絞り比 １．２５ 第３次再絞り比 １．２５ 再絞りダイスの作用コーナー部の曲率半径（Ｒd ）
０．４０ｍｍ 缶胴の薄肉化の為に曲げ伸ばし法による再絞り加工を施
した。このようにして行った絞り、再絞りでは、加工性
に問題はなく得られた深絞りカップの諸特性は以下の通
りである。 カップ径 ６６ｍｍ カップ高さ １４０ｍｍ 側壁厚み変化率 −２０％ この後、常法にしたがってドーミング成形を行った後、
パーム油を洗浄水で脱脂後トリミングを行った。次いで
印刷工程において通常のインキ及び仕上げニスを使用し
て外面印刷を施し焼き付けた後に、ネックイン−フラン
ジ加工を施し、薄肉被覆深絞り缶を作製した。

【００３９】この時のＳｎ中の金属Ｓｎの割合は、被覆
深絞り缶の底部を試料として有機樹脂被覆材を、９０℃
過酸化水溶液に浸積して除去した後の電気化学的測定
（ＪＩＳ−Ｇ３３０３付属書）で求めて７０％であっ
た。この様にして得られた被覆深絞り缶は工程途中で被
覆材が剥離することなく加工することができ、ひき続き
オレンジジュースを液体窒素を滴下しながらの９５℃の
熱間充填と蓋の巻締めを行い、３７℃で長期保存し、缶
内面の腐食状態、、孔食漏洩を観察したが何等異常は認
められ無かった。これらの結果をまとめて「表１」に示
す。

【００４０】（実施例２）Ｓｎめっきに際しＳｎ量を
３.２ｇ／ｍ² 、Ｓｎ被覆率を７６％とした以外は実施
例１と同様の被覆及び加工を行い被覆深絞り缶を得た。
得られた結果を「表１」にまとめて示す。

【００４１】（実施例３）Ｓｎめっきに際しＳｎ量を５
２０ｍｇ／ｍ² 、Ｓｎ被覆率を２６％とした以外は実施
例１と同様の被覆及び加工を行い被覆深絞り缶を得た。
得られた結果を「表１」にまとめて示す。

【００４２】（実施例４）実施例１においてめっき鋼板
に二軸延伸ポリエチレンテレフタレート／イソフタレー
トフィルムを熱接着するに際し、フィルムの融点近傍の
高温で接着したためにＳｎ層と鋼の界面に合金層が生成
しＳｎ層中の金属Ｓｎの割合が４５％である以外は実施
例１と同様の被覆処理及び加工を行い被覆深絞り缶を得
た。得られた結果を「表１」にまとめて示す。

【００４３】（実施例５）めっき鋼板の缶内面になる側
にエポキシフェノール樹脂塗料を乾燥後の塗膜厚さが１
５μｍとなるように塗装焼付けし、一方缶外面になる側
にエポキシフェノール樹脂塗料を乾燥後の塗膜厚さが１
５μｍとなるように塗装焼付けし、この時のＳｎ層中の
金属Ｓｎの割合が５５％である以外は実施例１と同様の
被覆処理及び加工を行い被覆深絞り缶を得た。得られた
結果を「表１」にまとめて示す。

【００４４】（比較例１）厚さ０．１５ｍｍ、調質度Ｄ
Ｒ−９の冷間圧延鋼板を酸洗した後に通常のフェロスタ
ン浴を用いて電流密度１.５Ａ／ｍ² でＳｎをめっき
し、Ｓｎ量３.７ｇ／ｍ² 、Ｓｎ被覆率１００％のＳｎ
めっき鋼板を得た。次に、このＳｎめっき鋼板に常法の
電解Ｃｒ酸処理を行い金属Ｃｒ量１２０ｍｇ／ｍ² 、Ｃ
ｒ水和酸化物量１５ｍｇ／ｍ² を積層状にめっきしため
っき鋼板を用いる以外は実施例１と同様の被覆処理及び
加工を行ったが、第３次再絞り加工後にカップの胴部で
樹脂被覆層が一部剥離する結果となり、それ以降の加工
はできなかった。

【００４５】（比較例２）厚さ０．１５ｍｍ、調質度Ｄ
Ｒ−９の冷間圧延鋼板を酸洗した後に常法の電解Ｃｒ酸
処理を行い金属Ｃｒ量１２０ｍｇ／ｍ² 、Ｃｒ水和酸化
物量１５ｍｇ／ｍ ² を積層状にめっきした、いわゆるＳ
ｎなし鋼板を用いる以外は実施例１と同様の被覆処理及
び加工を行い被覆深絞り缶を得た。得られた結果を「表
１」にまとめて示す。

【００４６】（比較例３）Ｓｎめっきに際し、Ｓｎ量を
４００ｍｇ／ｍ² 、Ｓｎ被覆率を１５％とした以外は実
施例１と同様の被覆及び加工を行い、被覆深絞り缶を得
た。得られた結果を「表１」にまとめて示す。

【００４７】（比較例４）Ｓｎめっきに際し、Ｓｎ量を
３．８ｇ／ｍ² 、Ｓｎ被覆率を８５％とした以外は実施
例１と同様の被覆及び加工を行い、被覆絞り缶を得た
が、深絞り加工、ネックイン加工、巻締め加工時に樹脂
被覆が部分的に剥離しているのが観察された。得られた
結果を「表１」にまとめて示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、鋼板面に錫含有金属を
被覆率２０乃至８０％の範囲で被覆し、更に金属クロム
及びクロム水和酸化物の被覆をして、有機樹脂被覆層を
鋼板に形成し、これを深絞り缶としたので、深絞り缶の
有機樹脂被覆層は錫含有金属層があっても鋼板面に十分
に密着しており、前述した深絞り加工、ドーミング加
工、トリミング、ネックイン加工、ビード加工、フラン
ジ加工等の際に全く隔離が見られない。しかも、錫含有
金属が所定量以外存在することにより、錫の犠牲溶解効
果が生じ、腐食性の厳しい酸性飲料内容物等にも十分に
適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる表面処理缶素材のＸ線光電子分
光法の測定結果を示すグラフである。

【図２】缶素材断面の模写図である。

【図３】本発明に用いる錫含有金属被覆鋼板表面におけ
る粒子構造を示す顕微鏡写真である。

【図４】缶素材の錫被覆率と、有機被覆材料の密着力及
び耐食性との相関線図である。

【図５】缶素材からの絞り工程図である。

【図６】「図１」において、エッチングを更に続行した
場合のＸ線光電子分光法の測定結果を示すグラフであ
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】追加

【補正内容】

【図６】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋼板上に錫含有金属を被覆し、該被覆率が
   下式で定義される被覆率：ＰSn２０〜８０％の範囲であ
   り、 被覆率：ＰSn＝１００｛１−（ＶFe／ＶFeo ）｝ （ＶFeは被覆鋼板面をエッチング処理していったときの
   Feの露出面と被覆錫含有金属の露出面とがほぼ定状にな
   ったときの値であり、ＶFeo は被覆なし鋼板のFeの露出
   面の値である。） 該錫含有金属被覆鋼板全面に金属クロム及びクロム水和
   酸化物を更に被覆した後に有機樹脂被覆をして成る缶素
   材を深絞り加工して得ることを特徴とする耐食性に優れ
   た深絞り缶。
2. 【請求項２】前記錫含有金属は錫の割合が２０％以上で
   あることを特徴とする請求項第１項記載の深絞り缶。
3. 【請求項３】鋼板上に錫含有金属を被覆し、該被覆率が
   下式で定義される被覆率：ＰSn２０〜８０％の範囲であ
   り、 被覆率：ＰSn＝１００｛１−（ＶFe／ＶFeo ）｝ （ＶFeは被覆鋼板面をエッチング処理していったときの
   Feの露出面と被覆錫含有金属の露出面とがほぼ定状にな
   ったときの値であり、ＶFeo は被覆なし鋼板のFeの露出
   面の値である。） 該錫含有金属被覆鋼板全面に金属クロム及びクロム水和
   酸化物を更に被覆した後に有機樹脂被覆をして成る缶素
   材を深絞り加工する際に缶胴部の薄肉化加工を同時に行
   うことを特徴とする深絞り缶の製造方法。