JPH11264095A - 表面外観および耐レトルト処理性に優れたティンフリー鋼板の製造方法 - Google Patents

表面外観および耐レトルト処理性に優れたティンフリー鋼板の製造方法

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JPH11264095A
JPH11264095A JP6650898A JP6650898A JPH11264095A JP H11264095 A JPH11264095 A JP H11264095A JP 6650898 A JP6650898 A JP 6650898A JP 6650898 A JP6650898 A JP 6650898A JP H11264095 A JPH11264095 A JP H11264095A
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steel sheet
chromium
tin
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plating bath
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Tadaaki Ochiai
忠昭 落合
Akihiro Miyasaka
明博 宮坂
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面明度と耐レトルト処理性に優れたティン
フリー鋼板の製造方法を提供すること。 【解決手段】 クロムめっき浴中で鋼板ヘ陰極通電し、
下層に金属クロム、上層にクロム水和酸化物からなる電
解クロメート処理鋼板を製造するに際し、陽極電極対と
次の陽極電極対の間にて鋼板に微弱陰極電解処理を施す
こと、および、クロムめっき浴中で鋼板ヘ陰極通電して
金属クロムを生成し、次いで電解クロム酸処理浴中で該
金属クロムを生成した鋼板に陰極通電してクロム水和酸
化物を生成させる電解クロメート処理鋼板の製造方法に
おいて、陽極電極対と次の陽極電極対の間にて鋼板に微
弱陰極電解処理を施すこと、を特徴とする表面外観およ
び耐レトルト性に優れたティンフリー鋼板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板の表面に下層
が金属クロム、その上層にクロム水和酸化物を有する、
表面外観および耐レトルト処理性に優れたティンフリー
鋼板の製造方法に関するものである。本発明の方法で製
造したティンフリー鋼板(以下TFSと記す)は、例え
ば缶胴をポリアミド樹脂で接合する接着缶やポリエステ
ルフィルムを熱ラミネートした後に薄肉化深絞り加工で
成形する両面樹脂被覆TFSなど、表面明度と耐レトル
ト処理性を要求される飲料缶用材料として好適である。
【0002】
【従来の技術】TFSの製造は、一般的に高速通板によ
る生産性向上のため、縦型めっきタンクを複数個配置
し、鋼板をコンダクターロールとシンクロールによって
巻張し、各々のロールで反転させて、クロムめっき浴中
で略垂直に走行させ、その鋼板に並行して陽極電極を備
えて、その陽極電極との間で鋼板に陰極電解処理するこ
とにより行われる。この時、一つのめっきタンク内で
は、鋼板の下降する側の陽極電極の下端と、シンクロー
ルを介し鋼板の上昇する側の電極の下端までが無電解区
間となる。この様な製造方法では、通電で生成した水和
酸化クロムが無電解区間で不均一溶解することにより、
再通電時に粒状金属クロムが生成しめっき板明度を低下
させる問題がある。
【0003】この問題を解決するために従来から各種方
法が検討されているが、その一例として、前述の製造方
法において、陽極電極の下端に非導電性部材を連接して
無電解部を形成し、その長さを陽極電極の電解部の長さ
の1/3以上にして、50A/dm2 以上の電流密度で
陰極電解することにより、無電解部での水和酸化クロム
の溶解を抑制する方法が開示されている。(特開平7−
197295号公報)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】飲料缶用に用いられる
TFSの品質として、果汁やコーヒーなどのように内
容物を高温殺菌して充填するいわゆるホットパック用ま
たはパック後高温で殺菌処理を行うレトルト処理が必要
な缶で、レトルト処理後の樹脂皮膜−TFS間の密着性
(耐レトルト処理性)が良好であること、TFSの表
面明度が、飲料缶の美麗な印刷外観を得るために十分な
ものであることが必要であるが、近年、特に表面外観に
優れたTFSの要望が一層強くなっている。
【0005】しかし、上述した方法だけでは、陽極電極
の下端からシンクロールまでの距離によっては、表面外
観が十分確保できないという問題がある。また、水和酸
化クロムの溶解を抑制するには、無電解部での陰極電解
処理が50A/dm2 未満では不十分であるため、十分
な効果を得るためには50A/dm2 以上の電流密度が
必要となり、生産コストが高くなる問題もある。本発明
は、上記の問題点を解決し、高い表面明度と良好な耐レ
トルト処理性を有するTFSを容易に製造する方法を提
供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、 1)クロムめっき浴中で鋼板ヘ陰極通電し、下層に金属
クロム、上層にクロム水和酸化物からなる電解クロメー
ト処理鋼板を製造するに際して、陽極電極対と次の陽極
電極対の間にて、該鋼板に微弱陰極電解処理を施すこと
を特徴とする表面外観および耐レトルト性に優れたティ
ンフリー鋼板の製造方法。
【0007】2)クロムめっき浴中で鋼板ヘ陰極通電し
て金属クロムを生成し、次いで電解クロム酸処理浴中で
該金属クロムを生成した鋼板に陰極通電し、クロム水和
酸化物を生成させる電解クロメート処理鋼板の製造方法
において、陽極電極対と次の陽極電極対の間にて、該鋼
板に微弱陰極電解処理を施すことを特徴とする表面外観
および耐レトルト性に優れたティンフリー鋼板の製造方
法。
【0008】3)微弱陰極電解処理の電解が0.1〜1
0A/dm2 である請求項1または請求項2記載の表面
外観および耐レトルト性に優れたティンフリー鋼板の製
造方法。
【0009】4)電解クロメート処理が、鋼板をコンダ
クタロールとシンクロールによって巻張し、略垂直に走
行させ、該鋼板に対してほぼ平行相対する陽極対を有す
るセルを用いることを特徴とする請求項1または請求項
2または請求項3に記載の表面外観および耐レトルト性
に優れたティンフリー鋼板の製造方法。
【0010】5)陰極通電密度が20A/dm2 以上で
あり、陰極電極から近傍シンクロール最下点までの距離
が2m以内である請求項4記載の表面外観および耐レト
ルト性に優れたティンフリー鋼板の製造方法。
【0011】6)クロムめっき浴中に、助剤として、ハ
ロゲン化物の1種以上、更に、硫化物の1種以上を添加
し、該めっき浴組成が、ハロゲン化物/Crのモル比で
0.005〜0.25、硫化物/Crのモル比で0.0
02超〜0.1、硫化物/ハロゲン化物のモル比が5以
下及び不可避不純物であることを特徴とする請求項1ま
たは請求項2または請求項3または請求項4または請求
項5に記載の表面外観および耐レトルト性に優れたティ
ンフリー鋼板の製造方法。
【0012】7)クロムめっき浴中に、助剤として、ハ
ロゲン化物の1種以上、更に、硫化物の1種以上を添加
し、該めっき浴組成が、ハロゲン化物/Crのモル比で
1/100〜1/10、硫化物/Crのモル比で1/2
000〜1/500、硫化物/ハロゲン化物のモル比が
1/50以下及び不可避不純物であることを特徴とする
請求項2または請求項3または請求項4または請求項5
に記載の表面外観および耐レトルト性に優れたティンフ
リー鋼板の製造方法。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明者らは、電解時に生成する
水和酸化クロムの量と明度低下を抑制するために必要な
非電解時の電流密度の関係に着目し種々検討を重ねた。
その結果、断続通電の非電解時に鋼板を0.1以上10
A/dm2 以下と従来知見よりも遙かに少ない電流密度
で陰極電解を施す(微弱電解処理を行う)ことで水和酸
化クロムの不均一溶解を防止し、良好な明度、耐レトル
ト密着性が得られることを見出し、本発明を完成するに
至ったものである。
【0014】以下に本発明を詳細に説明する。図1は電
解で生成する水和酸化クロム量と明度低下を抑制するた
めに必要な非通電時の微弱電流量の関係を示す図であ
る。本発明者らは、図1に示すように、電解時に生成す
る水和酸化クロム量を少なくすることにより、非通電時
の微弱電解の電流密度を小さくできることを新たに見出
した。ただし、電解時の水和酸化クロムの生成量が3m
g/m2 より少ないか、または30mg/m2 超では金
属クロムの電析効率が低下し、TFSの生産性が低下す
るため、電解時の水和酸化クロム生成量は3以上30m
g/m2 以下が適当である。
【0015】水和酸化クロム量が3mg/m2 では微弱
電解の電流密度は0.1A/dm2あれば十分である
が、水和酸化クロム量が30mg/m2 では、微弱電解
時に10A/dm2 の電流密度が必要である。したがっ
て、微弱電解の電流密度は0.1A/dm2 以上10A
/dm2 以下が適当である。
【0016】一方、鋼板をコンダクターロールとシンク
ロールによって巻張して垂直に走行させ、その鋼板に平
行して陽極電極を備えたセルでは、通常、鋼板の下降す
る側の電極下端からシンクロールを介し鋼板の上昇する
側の電極の下端までの間が無電解処理区間(図3のP1
〜P2)になる。その間で、鋼板に微弱陰極電解を施す
方法として、鋼板に陰極電解処理した際に生じる漏洩電
流を利用できる。図2は本発明で用いる縦型セルを示す
図である。
【0017】無電解処理区間P1〜P2(図3)で、漏
洩電流により0.1以上10A/dm2 以下の電流密度
を得るためには、鋼板への陰極通電の電流密度を20A
/dm2 以上とし、陽極電極の下端からシンクロール5
の最下点までの距離Lを2m以内とする必要がある。漏
洩電流が多い方が無電解処理区間での陰極通電の電流密
度が高くなり、より高いめっき板明度が得られるため、
陰極通電の電流密度が高く、陽極電極対2a、2bの下
端からシンクロール5の最下点までの距離は短いほうが
望ましい。
【0018】次に、電解で生成する水和酸化クロムの量
とめっき浴組成の関係について説明する。TFSを製造
するために用いるクロムめっき浴が、無水クロム酸、ク
ロム酸塩または重クロム酸塩の水溶液に種々の助剤が加
えられている。これらの助剤の中には、硫酸イオン、フ
ッ素を含むイオンなどの陰イオンを単独または混合で含
まれており、これらの陰イオンの種類および量により、
電解時に生成する水和酸化クロム量がほぼ決まる。電解
時の水和酸化クロム生成量を3mg/m2 以上30mg
/m2 以下にでき、かつ、良好なレトルト密着性・耐食
性・めっき板明度を得るためのめっき浴としては、例え
ばクロムめっき浴中に助剤としてハロゲン化物の1種以
上、更に、硫化物の1種以上を添加し、そのめっき浴組
成が、ハロゲン化物/Crのモル比で0.005〜0.
25、硫化物/Crのモル比で0.002超〜0.1、
硫化物/ハロゲン化物のモル比が5以下及び不可避的不
純物からなることを特徴とするクロムめっき浴(特開平
9−287090号公報)、および、クロムめっき浴中
に助剤としてハロゲン化物の1種以上、更に、硫化物の
1種以上を添加し、そのめっき浴組成が、ハロゲン化物
/Crのモル比で1/100〜1/10、硫化物/Cr
のモル比で1/2000〜1/500、硫化物/ハロゲ
ン化物のモル比が1/50以下及び不可避的不純物から
なることを特徴とするクロムめっき浴(特願平9−79
819号明細書)が望ましい。
【0019】特に、後者のクロムめっき浴は、通常のク
ロムめっき浴の約2倍の電流効率が得られ、生産性の大
幅な向上が可能になる点、および、より少ない漏洩電流
で良好な明度が得られる点で非常に有効である。
【0020】本発明は、薄鋼板に片面50〜200mg
/m2 の金属クロムめっきを施し、この金属クロム層表
面に金属Cr量換算で2〜30mg/m2 の水和酸化ク
ロム層を形成したTFSの製造方法として、又は、TF
Sに樹脂を被覆する樹脂被覆素材としてのTFSの製造
方法として好適である。金属クロム層は50mg/m 2
未満では耐食性が劣ることがあり、また200mg/m
2 以上でも耐食性の著しい向上は望めないため、通常の
TFSは50〜200mg/m2 の金属クロム層を有し
ていることが多い。一方、水和酸化クロム皮膜は5mg
/m2 未満では十分な樹脂密着性を得ることが容易でな
く、また30mg/m2 を超えると外観が悪くなりやす
く、又、加工時に水和酸化クロム層にクラックが入りや
すいので好ましくない。更に言えば、水和酸化クロム皮
膜としては金属Cr量換算で8〜20mg/m2 が最も
望ましい。また、良好な耐レトルト処理性を得るために
は、クロムめっきそして電解クロム酸処理後に、80℃
以上の熱水で0.5秒以上の洗浄を行うことが好まし
い。本発明に用いるめっき素材の鋼板は、特に規定する
ものではないが、アルミキルド鋼および極低炭素鋼とも
に良好なめっき品質が得られる。
【0021】以下に本発明の実施例と比較例を述べる。
得られたティンフリー鋼板について、クロムめっきおよ
び電解クロム酸処理後の表面明度と耐レトルト処理性
(Tピール剥離強度)を評価した結果を表1に示す。実
施例1〜4はいずれも表面明度(≧110)に優れ、T
ピール強度も十分に高く(>3kg/5mm)樹脂被覆
用TFSとして好適である。
【0022】
【表1】 〔注1〕 0.18mmの鋼板を5%NaOH溶液中に
て電解脱脂、10%H2SO4 溶液中で酸洗後、上表の
ごとくクロムめっき(2タンク、A、B浴は浴温40
℃、C、D浴は浴温50℃)と電解クロム酸処理(1タ
ンク、浴温40℃)を連続的に施した。クロムめっき浴
の浴組成は下記である。 A浴;クロム酸 1mol/l、フッ化アンモニウム 0.1mol/l B浴;クロム酸 1mol/l、フッ化アンモニウム 0.05mol/l 硫酸ナトリウム 0.01mol/l C浴;クロム酸 1mol/l、硫酸 0.01mol/l D浴;クロム酸 1mol/l、ケイフッ化ナトリウム 硫酸 0.01mol/l 〔注2〕 電解クロム酸処理液は、無水クロム酸0.5
mol/lにフッ化アンモニウムを0.05mol/l
添加したものを使用した。 〔注3〕 水和酸化クロムの量は、クロムめっき浴中で
の1回の電解で生成した水和酸化クロムの量を金属クロ
ム量換算で表示。 〔注4〕 表面明度の評価 島津製分光測色計UV−2100Sを用い、C光源・視
野角10°の条件で拡散反射光と鏡面反射光の測色を行
い、Lab表色系のL値を明度の指標とし、拡散反射と
鏡面反射のL値の合計により表面明度を評価した。評点
は、◎:115以上、○:110以上115未満、△:
100以上110未満、×:100未満の4段階で、1
10未満が色調不良である。 〔注5〕 Tピール剥離試験 TFSの試料表面にエポキシフェノール系塗料を50m
g/m2 塗布後、180℃で10分間焼付けた後、反対
面に同じ塗料を同じ量塗布し、210℃で10分間焼き
付けた。この試料を幅5mm、長さ120mmに切断
し、先行塗装面と反対面を重ね、その間に厚さ100μ
mのナイロン系接着剤をはさみ、ホットプレスを用いて
200℃で45秒の予熱を行った後、3kg/cm2
加圧下で30秒の圧着を行い、試験片を作製した。この
試験片を、90℃に保持した0.6%NaCl水溶液中
に7日間浸漬した後、引張試験機を用い、200mm/
min.の一定引張速度でT型剥離試験を行い剥離強度
を測定した。評点は、○:3kg/5mm以上、△:2
以上3kg/5mm未満、×:2kg/5mm未満の3
段階で、3kg/5mm未満が密着性不良である。
【0023】
【発明の効果】本発明によりはじめて、表面明度と耐レ
トルト処理性に優れたティンフリー鋼板を容易に製造す
ることが可能となり、設備コストおよび製造エネルギー
を低減でき、さらに、製品の歩留まりを高めることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】クロムめっき時の水和酸化クロム生成量と非電
解部での微弱電解電流密度とめっき板の明度の関係を示
す図である。
【図2】本発明に用いる縦型セルの図面である。
【図3】本発明に用いる縦型セルの図面である。
【符号の説明】
1 鋼板 2a、2b 陽極電極対 3a、3b 次の陽極電極対 4a、4b コンダクターロール 5 シンクロール P1〜P2 微弱電解処理区間

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロムめっき浴中で鋼板ヘ陰極通電し、
    下層に金属クロム、上層にクロム水和酸化物からなる電
    解クロメート処理鋼板を製造するに際して、陽極電極対
    と次の陽極電極対の間にて、該鋼板に微弱陰極電解処理
    を施すことを特徴とする表面外観および耐レトルト性に
    優れたティンフリー鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 クロムめっき浴中で鋼板ヘ陰極通電して
    金属クロムを生成し、次いで電解クロム酸処理浴中で該
    金属クロムを生成した鋼板に陰極通電し、クロム水和酸
    化物を生成させる電解クロメート処理鋼板の製造方法に
    おいて、陽極電極対と次の陽極電極対の間にて、該鋼板
    に微弱陰極電解処理を施すことを特徴とする表面外観お
    よび耐レトルト性に優れたティンフリー鋼板の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 微弱陰極電解処理の電流密度が0.1〜
    10A/dm2 である請求項1または請求項2記載の表
    面外観および耐レトルト性に優れたティンフリー鋼板の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 電解クロメート処理が、鋼板をコンダク
    タロールとシンクロールによって巻張し、略垂直に走行
    させ、該鋼板に対してほぼ平行相対する陽極対を有する
    セルを用いることを特徴とする請求項1または請求項2
    または請求項3に記載の表面外観および耐レトルト性に
    優れたティンフリー鋼板の製造方法。
  5. 【請求項5】 陰極通電密度が20A/dm2 以上であ
    り、陽極電極下端から近傍シンクロール最下点までの距
    離が2m以内である請求項4記載の表面外観および耐レ
    トルト性に優れたティンフリー鋼板の製造方法。
  6. 【請求項6】 クロムめっき浴中に、助剤として、ハロ
    ゲン化物の1種以上、更に、硫化物の1種以上を添加
    し、該めっき浴組成が、ハロゲン化物/Crのモル比で
    0.005〜0.25、硫化物/Crのモル比で0.0
    02超〜0.1、硫化物/ハロゲン化物のモル比が5以
    下及び不可避不純物であることを特徴とする請求項1ま
    たは請求項2または請求項3または請求項4または請求
    項5に記載の表面外観および耐レトルト性に優れたティ
    ンフリー鋼板の製造方法。
  7. 【請求項7】 クロムめっき浴中に、助剤として、ハロ
    ゲン化物の1種以上、更に、硫化物の1種以上を添加
    し、該めっき浴組成が、ハロゲン化物/Crのモル比で
    1/100〜1/10、硫化物/Crのモル比で1/2
    000〜1/500、硫化物/ハロゲン化物のモル比が
    1/50以下及び不可避不純物であることを特徴とする
    請求項2または請求項3または請求項4または請求項5
    に記載の表面外観および耐レトルト性に優れたティンフ
    リー鋼板の製造方法。
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