JPH11314311A - 加工性、塗料密着性、耐食性に優れた缶用片面樹脂被覆鋼板 - Google Patents

加工性、塗料密着性、耐食性に優れた缶用片面樹脂被覆鋼板

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JPH11314311A
JPH11314311A JP12455798A JP12455798A JPH11314311A JP H11314311 A JPH11314311 A JP H11314311A JP 12455798 A JP12455798 A JP 12455798A JP 12455798 A JP12455798 A JP 12455798A JP H11314311 A JPH11314311 A JP H11314311A
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JP
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steel sheet
film
tin
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chromium
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JP12455798A
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Ryoichi Yoshihara
良一 吉原
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工性、塗料密着性、耐食性に優れた缶用片
面樹脂被覆鋼板を提供する。 【解決手段】 クロムを0〜5%含有する薄鋼板の片面
(:缶外面となる面)に1.0〜20.0 g/m2 の錫あ
るいは錫−亜鉛合金めっき皮膜を有し、その上に0.1
〜10 g/m2 のリン酸錫を主体とするリン酸塩皮膜を有
し、もう一方の面(:缶内面となる面)には金属クロム
皮膜とクロム水和酸化物皮膜とからなるクロメート皮膜
上に熱可塑性ポリエステル樹脂皮膜を有することを特徴
とする加工性、塗料密着性、耐食性に優れた缶用片面樹
脂被覆鋼板。 【効果】 缶外面側の樹脂皮膜が必要な製缶方法におい
て、樹脂皮膜の省略を可能とし、低コストの缶用素材を
提供出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビール、炭酸等の
各種の飲料やその他の内容物を充填保存する容器材料に
適した表面処理鋼板に関するものであり、より詳細には
鋼板の片面に錫めっき層を施し、もう一方の面にクロメ
ート皮膜を被覆し、錫めっき層側の上には更に特殊なリ
ン酸塩皮膜を被覆し、クロメート皮膜側の上には熱可塑
性ポリエステル樹脂皮膜を積層させたことを特徴とする
加工性、塗料密着性、耐食性に優れた絞り、再絞り加工
を行う2ピース缶(DrD、DTR等)に適した片面樹
脂被覆鋼板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】飲料缶としては缶胴を溶接、接着する3
ピース缶と絞り、しごき加工によって缶胴と缶底を成形
する2ピース缶に大別されている。2ピース缶ではアル
ミニウム及びブリキを用いて絞り、しごき加工を行うD
I缶が主流であるが、近年では、両面をポリエステルフ
ィルムで被覆された図2に示されるような構成の鋼板を
用いて絞り、再絞り加工を行う2ピース缶(DTR缶)
が実用化されている(特開平2−263523号、特開
平3−87249号公報等)。このようにDTR缶では
両面をフィルムで被覆した鋼板を用いることにより、D
I缶製造工程では必須であった加工工程で使用された水
系潤滑剤の水洗洗浄並びに内面側の塗装工程も省略を可
能とした。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなDTR缶は
両面が厚いポリエステルフィルムで被覆されているた
め、耐食性については従来の塗装よりも優れたものとな
っており、特に、缶内面側の飲料内容物の耐食性につい
ては非常に有効であるが、缶外面側については加工性を
維持するための樹脂フィルム層の厚さが数十ミクロン程
度必要となり、一般の食缶用外面印刷塗装の膜厚よりも
遥かに厚くなっている。
【0004】このように、缶外面側については内面側と
比較して耐食性、即ち、外面耐錆性に対する樹脂フィル
ム層の役割は過剰と言えるものであり、高価な厚い樹脂
フィルム層を省略して代わりに加工性、塗料密着性、耐
錆性に優れる安価な薄めっき皮膜を施すことによって低
コストの缶用片面樹脂複合鋼板を提供することが本発明
の課題である。
【0005】
【課題を解決するための手段】以下、本発明について詳
細に述べる。本発明は図1に示すように、鋼板1の片面
側(缶体として外側となる面)に錫あるいは錫−亜鉛合
金めっき2、さらにその上に特殊なリン酸塩皮膜3を施
すことによって、加工性、加工後の印刷、塗装密着性並
びに耐錆性を確保し、鋼板のもう一方の面(缶体として
内面となる面)はクロメート皮膜4とその上に熱可塑性
ポリエステル樹脂皮膜層5を被覆した片面樹脂複合鋼板
である。
【0006】先ず、原板である冷延鋼板については、一
般の缶用低炭素鋼板を使用するが、更に、高耐食性用途
に使用する場合には、クロムを1〜5%含んだクロム含
有鋼板を用いれば内外面共に非常に耐食性の優れた缶体
が得られる。クロム量が1%未満では、耐食性改善効果
は得られず、また、5%を超えても耐食性改善効果は飽
和してしまいこれ以上の添加は無意味であり、コストの
点からも5%を上限とした。板厚については、0.15
mm〜0.30mmが一般的であり、特に限定するものでは
ない。
【0007】缶外面側については、原板の上に錫あるい
は錫−亜鉛合金めっきを1〜20 g/m2 施し、基本的な
加工性を確保する。錫あるいは錫−合金めっき皮膜量に
ついては、加工度と更に上層に被覆されるリン酸塩皮膜
量に依存するが、下限は加工時の割れ及びカジリ疵発生
の点から1 g/m2 であり、上限についてはコストの面か
ら実用的に20 g/m2 とした。錫−亜鉛合金めっき皮膜
についても、皮膜量については錫の場合と同じである
が、亜鉛の含有量は1〜20%で耐食性改善効果は発現
し、好ましくは5〜15%である。これら錫及び錫−亜
鉛合金めっきは通常の電気めっき法によって施され、め
っき浴としては一般の硫酸浴、フェノールスルフォン酸
浴、塩化浴等が用いられ、そのめっき条件も含めて特に
限定されるものではない。
【0008】次に、本発明のポイントとなる錫及び錫−
亜鉛合金めっき皮膜上のリン酸塩皮膜について述べる。
特開平1−136738号、特開平1−192545号
及び特開平3−183799号公報では、DI缶用片面
樹脂被覆鋼板が紹介されているが、これらは通常のDI
加工に対応するものであるため、缶外面側は通常の錫あ
るいは錫−亜鉛合金めっきと簡易防錆用のクロメート処
理が施されているに過ぎない。また、特公平1−323
08号公報では、DI缶用ぶりき材の錫めっき皮膜上に
リン量換算で10mg/m2 程度の化成処理皮膜を施したも
のが紹介されている。これらの外面皮膜構成を有する素
材で両面がポリエステル樹脂で被覆されたDTR缶と同
じ製造工程で加工した場合には、成形加工性においてク
ロメート処理皮膜では劣り、また、少量のリン酸塩皮膜
では、DI缶製缶ラインとは異なり缶外面側の化成処理
を施す工程がないため、外面の印刷・塗装の密着不良が
発生し問題となり、特に缶底部では、DI缶のようなス
プレー塗装がなく、耐錆性において実用に耐えないもの
となる。
【0009】本発明は、両面がポリエステル樹脂で被覆
されたDTR缶のような製缶後の化成処理工程及び缶底
の塗装工程を有しない製缶方法に適用させるために、通
常の錫あるいは錫−亜鉛合金めっき皮膜の上に加工潤滑
性と塗料密着性並びに耐錆性を満足するリン酸塩皮膜を
形成させたことに特徴がある。
【0010】リン酸塩皮膜の量については、下限は0.
5 g/m2 であり、これ未満の付着量では加工潤滑性を満
足することが出来なくなり、加工後の塗料密着性及び耐
錆性を発現することも不可能となる。上限については、
10 g/m2 がコストと発現効果との最適範囲の上限と言
える。リン酸塩皮膜の構造については、リン酸錫が主体
であり、通常の加工においてはこれで十分な性能が得ら
れるが、更に厳しい加工の場合においては、より加工潤
滑性、耐錆性を向上させるためにFe、Ni、Mn、M
g等の金属を1〜30%添加することが好ましい。添加
元素の組合せ及び量については加工条件、塗装条件等に
より適宜変化させる。リン酸塩皮膜の形成方法として
は、一般的な塗布、浸漬法及び電解法があり、浴温度、
電解条件を含め通常の条件で問題はなく、特に限定する
ものではない。
【0011】缶内面側については、先の公知例、特開平
1−136738号、特開平1−192545号及び特
開平3−183799号公報で述べられているように、
金属クロム及びクロム水和酸化物層を鋼板上に施した後
に熱可塑性ポリエステル樹脂を積層したものであるが、
先に述べたように外面側の錫及び錫−亜鉛合金めっき皮
膜と鋼板との間に、加工性を阻害する鉄−錫合金層を形
成させない方法が好ましい。
【0012】先ず、金属クロム及びクロム水和酸化物層
であるが、これらは上に積層される熱可塑性ポリエステ
ル樹脂との密着性を維持するために必須であり、金属ク
ロム層は5〜150mg/m2 、クロム水和酸化物層は5〜
50mg/m2 の範囲に規定される。各々の下限値は熱可塑
性ポリエステル樹脂との密着性及び内容物との耐食性に
よって規定され、また、上限値はクロムめっき層の加工
性、コストから規定される。
【0013】これら金属クロム及びクロム水和酸化物層
の形成方法については、一般のティンフリースチールを
製造する電解処理方法が公知であり、処理浴としてはク
ロム酸−硫酸浴、クロム酸−弗化物浴等が使用され、浴
温度、電解条件等についても通常の範囲内で問題はな
く、特に限定するものではない。
【0014】熱可塑性ポリエステル樹脂については一般
の結晶性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、ポリエチレンナフタレート及びその重合
体が挙げられるが、これらに限定するものではなく、少
なくとも融点が200℃以上の熱可塑性ポリエステルを
言い、更に、これらに対して非結晶性ポリエステルとし
てポリエチレンイソフタレート、シクロヘキサン・ジメ
タノール等を含有して耐熱結晶性を改善したもの並び
に、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、耐衝撃改善剤等を配
合したものを言う。樹脂皮膜厚は5〜100μmに規定
されるが、下限値は缶体としての内容物への耐食性から
5μmが必須であり、上限値はコスト的に経済性から実
用化される範囲とした。
【0015】このような熱可塑性ポリエステル樹脂をク
ロムめっき層を施した鋼板上に積層させる方法として2
軸延伸フィルムを熱溶融させる方法が一般的であるが、
この場合は熱溶融温度が錫の融点付近の230〜240
℃と高温であるため、外面側の錫または錫−亜鉛合金層
が鋼板と合金化されてしまい、加工性並びに加工後の耐
錆性が劣化する傾向にある。従って、熱可塑性ポリエス
テル樹脂の積層温度を鋼板で200℃未満で実施可能な
溶融押出しラミネート法が好ましいが、低融点のポリエ
ステル樹脂を未延伸したフィルムあるいは2軸延伸フィ
ルムに低融点の接着樹脂を共押し出しした2層フィルム
並びに接着剤を塗布したフィルムを用いてラミネートす
ることも可能である。
【0016】また、特許第2526725号では、有機
被覆鋼板による薄肉缶の製造方法において、有機被覆層
の加工損傷を防止するために高温揮発性の潤滑剤として
石油ワックス系潤滑剤を塗布することが紹介されおり、
本発明においてもこのような潤滑剤を塗布することは可
能であり、缶外面側に対応する有機皮膜のない錫または
錫−亜鉛合金めっき層上にリン酸塩皮膜が形成された面
についても同様の潤滑剤を塗布することは可能であり、
製缶加工においてはリン酸塩皮膜と共に潤滑効果を高め
る意味で好ましいと言える。熱昇華型ワックス皮膜は、
片面当たり10〜100mg/m2 塗布することが好まし
い。
【0017】本発明で示される片面樹脂被覆めっき鋼板
を製造するプロセスとしては、低炭素薄鋼板を電気めっ
きラインにおいて片面側に錫あるいは錫−亜鉛合金めっ
きを施し、もう片面にはティンフリースチールと同様の
クロムめっき処理を行う。次に、錫あるいは錫−亜鉛合
金めっき層の上にリン酸塩皮膜を形成させ、クロメート
皮膜側には熱可塑性ポリエステル樹脂フィルムを200
℃以下で熱圧着するかまたは熱可塑性ポリエステル樹脂
を溶融押出しして被覆し、外面側の錫あるいは錫−亜鉛
合金めっき皮膜が鋼板と合金化されないことが好まし
い。高温揮発性の潤滑剤については、この後、両面また
は有機樹脂面のみに塗布するか、または、製缶工程の前
工程で塗布される場合もある。
【0018】
【発明の実施の形態】<実施例>以下、実施例並びに比
較例に基づいて本発明の内容を説明する。 実施例 通常の方法で冷間圧延、及び焼鈍された低炭素冷延鋼板
(1)に通常の方法で脱脂・酸洗を行った後、缶外面に
相当する鋼板面については(2)及び(3)に示す条件
で錫あるいは錫−亜鉛合金めっきを施し、更にその上に
(4)に示す条件でリン酸塩皮膜を形成させた。缶内面
に相当する鋼板面については(5)に示す条件で金属ク
ロムとクロム水和酸化物皮膜を形成させ、更にその上に
(6)に示す熱可塑性ポリエステル樹脂を(7)に示す
方法で被覆したものを作製した。
【0019】(1)冷延鋼板 ・板厚:0.20mm ・C:0.10wt% ・Al:0.01wt% ・Cr:0〜7wt% (2)錫めっき条件 ・錫イオン濃度:20〜30g/L (フェノールスルフォ
ン酸浴) ・添加剤:5〜10g/L ・浴温度:40〜50℃ ・電流密度:10〜20A/dm2 ・付着量:1〜10 g/m2 (3)錫−亜鉛合金めっき条件 ・錫イオン濃度:10〜20g/L (フェノールスルフォ
ン酸浴) ・亜鉛イオン濃度:10〜50g/L (フェノールスルフ
ォン酸浴) ・添加剤:5〜10g/L ・浴温度:40〜50℃ ・電流密度:10〜20A/dm2 ・付着量:1〜10 g/m2 (4)リン酸塩皮膜形成条件 (a)リン酸塩皮膜A ・NaH2 PO4 :100g/L ・H3 PO4 :30g/L ・ロール塗布 ・乾燥:150℃1分 (b)リン酸塩皮膜B ・NaH2 PO4 :100g/L ・H3 PO4 :30g/L ・Mg(H2 PO4 2 :10g/L ・ロール塗布 ・乾燥:150℃1分 (5)クロメート処理条件 ・CrO3 :90〜110g/L ・SO4 2-:0.8〜1.2g/L ・浴温度:50〜55℃ ・電流密度:30〜50A/dm2 ・付着量:金属クロム80〜110mg/m2 クロム水和酸化物5〜20mg/m2 (6)熱可塑性ポリエステル樹脂 (a)単層 ・ポリエチレンテレフタレート:90 mol% ・ポリエチレンイソフタレート:10 mol% ・添加剤:5wt% ・膜厚:10〜50μm (b)二層 ・上層:ポリエチレンテレフタレート (ポリエチレンイソフタレート10 mol%配合) ・下層:接着性変性ポリエステル ・膜厚:10〜50μm(上層:下層比率=3:1〜
1:1) (7)ラミネート積層条件 (a)溶融押出し法 ・樹脂温度:260〜280℃ ・鋼板予熱温度:160〜180℃ (b)フィルム熱圧着法 ・圧着ロール温度:180〜200℃ ・鋼板予熱温度:180〜200℃
【0020】以上の実施例、比較例を以下に示す(a)
〜(c)の評価テストに供し、各種特性を比較した。 (a)加工性 作製された供試材に加工用ワックス(熱昇華型)を50
〜60mg/m2 両面に塗布し、絞り、再絞り加工を行い、
表面外観を拡大鏡で観察し、光沢のあるものを○、光沢
のないものを△、カジリ等の外観不良があるものを×と
した。 (b)加工後の印刷・塗料密着性 (a)で加工された缶体を加熱処理してワックスを除去
し、缶壁に缶用印刷塗料を塗装して碁盤目密着試験を実
施した。評価については、完全に塗料剥離のないものを
◎、剥離が極僅かのものを○、剥離が見られるものを
△、完全に剥離しているものを×とした。 (c)缶外面側の耐食性 (a)で加工された缶体を加熱処理してワックスを除去
し、そのまま塗装を施さずに、水道水中で3〜7日間常
温で浸漬し錆発生率を評価した。また、温度60℃湿度
98%の恒温恒湿槽に2週間保管し、錆発生率を評価し
た。評価基準は、錆の発生、変色が全く見られないもの
を◎、錆の発生がないものを○、錆発生が30%未満の
ものを△、錆発生が30%以上のものを×とした。以
上、テスト結果を表1にまとめて示した。
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、DTR、D
rD等の缶用材料として片面に熱可塑性ポリエステル樹
脂を被覆したブリキ材について、錫めっき皮膜あるいは
錫−亜鉛合金めっき皮膜上に潤滑性、塗料密着性、耐食
性を備えたリン酸塩皮膜を施すことによって、製缶工程
での加工時の水性潤滑剤、化成処理剤及び内面塗装工程
を省略可能とするものであり、両面ポリエステル樹脂を
積層した缶用鋼板と比較して片面外面側のポリエステル
樹脂皮膜を省略することが可能となり、コストダウンに
大きく貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるDTR缶用片面樹脂被覆鋼板の構
成断面例を示す。
【図2】従来のDTR缶用両面樹脂被覆鋼板の構成断面
を比較として示したものである。
【符号の説明】 1 鋼板 2 錫あるいは錫−亜鉛合金めっき層 3 特殊リン酸塩皮膜 4 クロメート皮膜 5 熱可塑性ポリエステル樹脂

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄鋼板の片面(:缶外面となる面)に
    1.0〜20.0 g/m2 の錫めっき皮膜を有し、その上
    にリン量換算で0.1〜10 g/m2 のリン酸錫を主体と
    するリン酸塩皮膜を有し、もう一方の面(:缶内面とな
    る面)には5〜150mg/m2 の金属クロム皮膜と金属ク
    ロム換算で5〜50mg/m2 のクロム水和酸化物皮膜とか
    らなるクロメート皮膜を有し、その上に5〜100μm
    の熱可塑性ポリエステル樹脂皮膜を有することを特徴と
    する加工性、塗料密着性、耐食性に優れた缶用片面樹脂
    被覆鋼板。
  2. 【請求項2】 錫めっき皮膜が、亜鉛比率が11〜20
    %の錫−亜鉛合金皮膜であることを特徴とする請求項1
    記載の加工性、塗料密着性、耐食性に優れた缶用片面樹
    脂被覆鋼板。
  3. 【請求項3】 薄鋼板が、クロムを1〜5%含有するク
    ロム含有鋼板であることを特徴とする請求項1又は2記
    載の加工性、塗料密着性、耐食性に優れた缶用片面樹脂
    被覆鋼板。
  4. 【請求項4】 鋼板両面に、加工用の熱昇華型ワックス
    皮膜を、片面当たり10〜100mg/m2 有することを特
    徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の加工性、塗
    料密着性、耐食性に優れた缶用片面樹脂被覆鋼板。
JP12455798A 1998-05-07 1998-05-07 加工性、塗料密着性、耐食性に優れた缶用片面樹脂被覆鋼板 Withdrawn JPH11314311A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105459041A (zh) * 2015-12-11 2016-04-06 无锡联创薄板有限公司 防生锈薄板

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105459041A (zh) * 2015-12-11 2016-04-06 无锡联创薄板有限公司 防生锈薄板

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