JPS5837194A - 高耐食性製缶用異種重層メツキ鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は製缶用素材としての塗装耐食性、缶胴接合性、
特にシー五溶接性及び２ピ一ス缶成形性に優れた低コス
）の製缶用表面処理鋼板に関するものである。

製缶用表両処理鋼板としては、一般に電気錫メッキ（以
下ブリキと称す）と電解クロム酸処理鋼板（以下ＴＦＪ
Ｉ　−ＣＴと称す）が知られている。このうちブリキは
製缶用表面処理鋼板として最も一般的なものであシ最も
広く崩いられている。・その用途としてはブリキを裸の
まま又は塗装を施した後錫の耐食性を生かして、魚肉、
スープ、果実等いわゆる食缶として使用するほか、コー
ラ勢縦酸飲料缶、果実ジュース缶等いわゆる飲料缶又は
１８ノ缶、ベール缶等にも広く使用されている。そして
製缶方法としても、いわゆる３ピ一ス缶のみでなく、特
に飲料缶等に多い２ピ一ス缶の製造にも錫の固体潤滑性
を生して使用されている。これに対してＴＦＳ　−ＣＴ
は比較的腐食性の少ない飲料缶に主として用いられ、そ
の他１８ｊ缶、ベール缶等にも用いられているが製造方
法としては３ピ一ス缶のみであや、２ピ一ス缶の製造に
は使用されていない・これＦｉＴＦ８−　ＣＴの金属り
μム、クロム水和酸化物を主体とする非金属り四ム層（
以下オキサイドク四ム層と称す）が硬質でもろいため、
２ピ一ス缶加工がむずかしく、又２ピ一ス缶加工後の耐
食性が大巾に低下するからである。そして３ピ一ス缶Ｔ
／ＩＣおいても、缶胴接金方法としてはいわゆる接着法
が主体であル、シたがってシーム溶接する場合状表面の
クーム層を研削除去する必要があ夛一般的ではない。

前述したように、従来のブリキ、ＴＦＩ−ＣＴの通常の
用途及びその製造方法はそれぞれの長所を生かし、ブリ
キは長期安定して保存する必要性が大きな用途に主とし
て使用され、又その製缶方法として社接着法による製缶
を除く３ピ一ス缶及び２ピ一ス缶に製造される・ 一方、ＴＦＩ−ｃ’ｒは主として短期的な保存の用途に
、又製缶方法は主に接着法による３ピ一ス缶の製造に使
用されていることは既に周知の通シである。

とζろが最近錫の価格上昇にともない製缶コスト低減及
び資源保護の立場から、ブリキの錫薄メ、キ化、そして
錫薄メッキ化にともなう耐食性の劣化を補う良めにブリ
キの裸使用にかゎｐ塗装使用への転換が行われ、又従来
ブリキを使用してきた用途にＴＦＩ　−ＣＴを使用する
場合も増加して来つつある・一方顔缶方法としても２ピ
一ス缶の生産割合が増加し、Ｐｂ規規制等全金的要請ら
３ピ一ス缶も従来のハンダによる缶胴接合方法からシー
ム溶接による方法へと変化している。

まずブリキの錫薄メッキ化であるが、現在実用的には錫
付着量が片面尚シ２．８シー２前後のものがあり、仁の
程度の錫付着量が２ピ一ス缶成形における錫の囲体潤滑
性を充分に発揮できる下限であると云われておシ、３ピ
一ス缶にしても２ピ一ス缶にしても、耐食性を補うため
に３ピ一ス缶の場合拡製缶前に、又２ピ一ス缶は製缶後
に塗装して使用する場合かはとんどである。

つぎにブリキのＴＦＩ　−ＣＴ化であるが、（ちろん周
知のように、ＴＦＩ−ＣＴはその使用に当っては全面塗
装されることが前提となり、用途としては果実ジュース
のように腐食性が大きなものや鉄イオンの溶出を極度に
きらうような内容物の場合の使用は好ましくない。さら
にＴＦＩ　−ＣＴの製缶方法において線近年その消費が
増加している２ピ一ス缶の生産が不可能々なるＩＩＩＰ
ｆリキＯＴＦＩ　−ＣＴ化には問題が多い。

従っで主として製缶コストの低減のため、従来のブリキ
と同勢以上の裸耐食性、塗装耐食性、缶胴成形性、特に
シーム溶接性及び２ピ一ス缶成形性に優れた低；ストの
製缶用表面処理鋼板の開発が各方面から要請され、本発
明者等はこれに応えて、これ等の品質要求を全て満足す
る全く新しい製缶用表面処理鋼板の開発に成功し、製缶
用異種重層メッキ鋼板の名称で先に特願昭５６−６１７
６７号で出願を行５九この先願発明の要旨とするところ
は、鋼１［Ｏ表裏Ｋｔず＝ｙヶルメ、キを施したあと、
一方Ｏニッケルメツ中層の表面にのみ錫メ、キを重層さ
せ、更にタロム処゛理層を両面に設けることにより、表
裏異種メッキ層となしたものであり、鋼板の表裏の性能
の違いを利用すれば使用する用途は広まシ、表裏異種重
層メッキという全く新規なメッキ組成を持うた有用な新
発明である。

しかるに１この出願では、ニッケル又は錫メ。

キ上にクロム処理層を設ける訳であるが、このクロム処
理層の処理方法及びり四ム処理層の組成について特に限
定していないために％に耐食性にバラツキを生じる欠点
があった。本発明者醇はこの耐食性のバラツキの原因に
ついて種々研究を重ねた結果、クロム処理層を電解クロ
ム処理に限定すれば、耐食性はもとよシ塗装密着性をも
更に向上することができることを知見したものである・
即ち、本発明は前記した前出願の製缶用異種重層メッキ
の後処理層として新たに電解クロム処理層を設け、さら
に電解りｑム処理層の組成を、下層から片面尚、！７０
．１〜２０■４２の金属クロム層と、それぞれ片面尚シ
金属りｐム換算で１〜１０　ＩＩｖｎ”の結晶性りｐム
酸化物層と非晶性り四ム水和酸化物層を形成した全く新
規な構成をもりた高耐食性製缶用異種重層メッキ鋼板で
ある。

今、本発明の新表面処理鋼板の皮膜構造を模式的に図示
すると図面のようになる。

図中１はメッキ素材となる冷延鋼板、２は”ｙケルメッ
キ層でメッキ方法は特に限定せず、電気メッキ、化学メ
ッキ等が用いられる。３は錫メ。

重層でこれもメッキ方法は特に限定せず、電気メッキ、
化学メッキどちらでも良諭が、電気メッキ法が経済的で
ある。４　ｅ　５　＝　６はそれぞれ１回又は数回の電
−クロム処理によりて得られる金属り窒ム層、結晶性り
四ム酸化愉層、非晶性クロム水和酸化物層であシ、形成
方法社３層同時に行っても良いし、別々に行うても良い
■６はブリキ、ＴＦ８−　ＣＴ表面に通常形成される油
膜層である。

なお、第１図では鋼板の上面側に錫メッキ層３があシ、
その下側Ｋａ錫メッキ層が無いメッキ組成を示し良もの
であるが、鋼板の上下面即ち表裏いずれに錫メッキ層が
ありてもよい・ 次に本発明の限定理由を説期する。まず通常の方法で１
！！面清浄化した鋼板両面に＝ｙケルメッキをする際、
ニッケルメッキ層の厚みは片面尚シ１０１ｑｊ／ｍ’以
上を要するゆこれはニッケルメッキ厚みが１０　ＭＶｗ
ｚ’に満良ないと上層の錫メッキ又は塗膜の欠陥部を補
えないため耐食性の劣化につながる。

”？グルメツ重層の上限を片Ｎ轟シ５０００　Ｑ／ｍ２
と限定したのは片面当ｊ　５０００　ｑ／’ｍ’以上と
なるとコスト的に不利となるばか夛か、缶胴接合法とし
てシーム溶接性を採用する際のシーム溶接性の劣化につ
ながるので、片面当り１０〜−から５０００　ＩＩｖＷ
＠”の範囲に限定したものであるが、二、ケルメッキ法
として電気メツキ法を採用する場合は尚然二、ケルメッ
キとして鋼板の表裏の差厚メッキを行うことも本発明の
範囲に含まれる。

次に錫メッキ層を前記ニッケルメツ重層の片面のみに上
乗せする際片面当り５０〜１１０００〜４２に狽定した
理由は錫メツキ量がｓ　ｏ　ａｉｒｓ”以下では耐食性
向上にほとんど寄与せず、又次工程であるリフ四一工程
又は製缶時の塗料焼付工程で錫がほとんど二、ケル又は
鉄と合金化し表面色調を悪くすることから５０■ｉ以上
必要であり、又１１０００ＩｖＩ＠２以上ではコスト的
に不利になることから錫メツキ量は５０１ｍ２〜１１０
００〜４２に限定される。

次に本発明の特徴の第１点である錫メッキを鋼板の両面
にメッキせず片面のみに限定した理由は、単に錫量削減
という経済的なものだけではなく、二、グルメツキ単層
、及び錫−ニッケル２層それぞれの特徴を製缶材料とし
て有効に利用するという点にある。すなわちその主眼は
缶の種類に応じた要求性能、すなわちニッケル単独層で
は得られない錫層を重層したために得る長所、具体的に
云えば錫自身持っている絞シ性及び耐食性に優れている
点と錫−二、ケルの２層となし九結釆得られる無塗装の
耐食性、塗装性及び塗装後の耐食性の嵐い点にある。

次に本発明の特徴の第２点である両面に施す電解クロム
被覆層の構造を下層から順に片面尚シ０．１〜２０〜４
”　Ｏ金属クロム層とそれぞれ片面当り金属クロム換算
で１〜１０〜４　の結晶性クロム酸化物層と非晶性クロ
ム水和酸化物層の３層構造となした理由は、金属クロム
層が０．１９’ｍ”以下では、メッキ層のピンホールの
シーリング効果が少なく、又製缶用塗料を塗装後使用す
る場合塗料密着性が劣ることから０　、１　ｍ／＠”以
上必要であり、又２０？一以上ではシーム溶接性及びハ
ンダ性等劣化することから２０〜４２以下に限定される
Ｏ又、結晶性りａム酸化物及び非晶性り費ム水和酸化物
は同−Ｋ　１　ｊｌＭ”以下で紘耐食性、塗膜密着性が
劣化し、１０〜−２以上ではシーム溶接性、ノ・ンメ性
等が劣化することから、それぞれ片面当シ１〜４２〜１
０　ｗＷ＠’の範囲′に限定される。

なお、後処理である電解クロム処理層の形成方法は通常
無水クロム酸を主剤とし、５Ｏ４−及びＨＢ−を助剤と
した電解液中で、すてにニッケル（両面）及び錫（片面
）メッキ処理を終った鋼板を陰極として電解することに
よシ、同時に前記３種のクロム層を形成させても良いし
、最初に金属クロム層を電解メッキしさらに該金属クロ
ム層上に２回目の電解処理によ多結晶性クロム酸化物と
非晶性クロム水和酸化物層を設けることも出来る。要す
るに電解処理によシ下層から順に金属り田ム層、結晶性
クロム酸化物層、非晶性クロム水和酸化物層の順に形成
出来れば良く、特に電解処理法についての限定祉行わな
い０ なお、本発明と同種の電解クロム処理層である金属り四
ム層、結晶性クロム酸化物層及び非晶性クロム水和酸化
物層を有し丸ものが、例えば特公昭５２−３２６２０号
会報に記載されている。

しかしながらこの公報の表面被覆鋼板の基体鋼板はメッ
キ処理されていない鉄板であシ、この鉄面上にクロムメ
ッキされるものでいわゆる錫なし鋼板の分野で使われる
材料であ夛、本発明のようにニッケルー錫の異種重層メ
ッキ上にクロムメッキされるものと社そのメッキ組成を
異にし、第２表従来例２　’ｒＦ８−　ＣＴの例に示す
如く、耐食性及びシーム溶接性の点でもはるかに優れた
もので、その目的及び構成効果とも全く異った新規な表
面処理鋼板である。

本発明の新表面処理鋼板の耐食性が良好であることを示
すため、従来ブリキの耐食性評価値として一般に用いら
れているムＴＣ値、ＩａＶ値の測定結果を説明する・ム
ＴＣ値、ＩＳＶ値ともａｎ−Ｎ１重層面について通常の
方法で測定した結果で第１表に示す、比較として従来の
ブリキφ２５（片面８ｍ付着量２．７１１７Ｊ　）、φ
１００（片面Ｂｍ付着量１１１１７ｍ”）の測定結果を
合せて示す。　　□ 第１表 目　１）ＡＴＣ試験 ムＴＣ試験（Ａ１１ｅｙ−Ｔｉｎ　Ｃ＠ｕｐｌ＠Ｔ＠ｓ
ｔ　）は酸性缶詰の耐食性を評価する有効な試験で、ジ
ュース中で合金層と錫を連結しその間に流れる微弱な電
流をムＴＣ電流として測定するもの。

２）ＩＳＶ試験 鉄溶出試験（Ｉｔｅｍ　５ｏｌｕｔｉｏｎ　Ｔｅ５ｔ）
は、ブリキの耐食試験の一つで腐食液にある濃度の硫酸
を用い錫が鋼よシわずかに陽極的であるよう外状態で試
験する・ 第１表に示すように、本発明例は従来例と比較しＡＴＣ
、ＩＳＶ各試験値共に良好である。

さらに本発明の特徴の第２点である電解り四ム被覆層を
金属クロム層、結晶性クロム酸化物層及び非晶性クマム
水和酸化物層の３層構造としたことによって、従来ブリ
キにシいて通常行われている重クロム酸ソーダ中におけ
る陰極電解処理によ１て得られるり四メート処理層では
裸の耐食性、塗装耐食性及び塗料密着性等が不十分であ
った点を改めて、各特性を着゛シ〈向上させることが可
能となシ、本発明のｑＩ＃徴あるメッキ被覆系、すなわ
ち片面にニッケル単層、片面にニッケルー錫重層という
メッキ被覆系を設けたことと相まつて、従来得られなか
りた高性能を得ることができるものである。

以下に本発明の異体的実施例について述べる・〔実施例
〕 通常の方法で冷砥鋼［Ｋ脱脂、酸洗を行い、（１）に示
す条件で鋼板両ｗｉに電気ニッケルメッキを行い、次に
（２）に示す条件で鋼板片面のみに電気錫メ、キを行っ
たのち（３）　＃　（４）に示す条件で鋼板両面に電解
クロムメッキ処理を行い、次に通常の方法でＤｏｓの油
膜を形成した・ （１）　　Ｎ１８０４・６Ｈ２０２９０１／ＩＮ％Ｃノ
、・６Ｈ２０４５１／Ｉ １１、Ｂｏ、　　　　　　　　　　　３０１／１浴温　
　　　　　　　　５０℃ 電流密度　　　　　ｉ　０〜５０　Ａ／’ｄｍ　２（２
）硫酸錫　　　　　　　　２ｓｌ／１７一ノー＃Ｊ＃ｙ
％７酸　　　　　３０１１／１（６５％溶液） エトキシ化αナフトール　　　　　２．／。

スルホン酸 浴温　　　　　　　　　４０℃ 電流密＆　　　　　１０〜３０４／ｄｍ（３）　　Ｃｒ
ｏ　ｓ　　　　　　　１００１／ＩＨ２８０４０，４１
１／Ｉ　（８０４として）浴温　　　　　　５０℃ 電流密度　２０〜６０４／ｄｍ” （４）　　Ｃｒｙｓ　　　　　　　　２００１１／ＩＨ
２８０４０，５１１／１１　（８０，”−として）浴温
　　　　　　　５０℃ 電流密度　　６０〜１００　Ａ／ｄｍ　”で処理、水洗
後、 Ｃｒｙｓ　　　　　　　　５０ν！ ＮＨ４Ｆ　　　　　　　　Ｏ，５１／１浴温　　　　　
　　５ｏ℃ 電流密度　　　ｌｏ−４ｏＶｄｍ２ で処理するという２ＥＪ６理法＠ な訃本発明例の比較として片面癲）錫付着量２７００　
ａＩｙＩｓ”　、り■メート被覆量（浸漬法）１５％’
＊”（金属クロム換算）のブリキ（以下す２５ノリキと
称す）及び片面轟夛金属クロム量１００〜４２．りｐム
酸化物量１２１ｆｗ＋”（金属りｐム換算）のＴＦｊｌ
　−Ｃ丁を使用し九０ 以上述べた条件にて本発明例、比較例及び従来例を以下
に示すような各種試験に供し、その性能を評価した。

（４）　ＵＣＣ（アンダーカットフィルムコ四−ジ、ン
）テストエポキシフェノール塗料をＳＶ″Ｎ１重層被覆
側に４５〜４−塗布し、２０５℃×１０分の焼付、さら
に１８０℃×１０分の追加焼付を行い塗装した闇にナイ
フスフ２ツテを入れた後、腐食液（１，５、ｊクエン酸
−１，５−食塩郷の混合液、ＣＯ，ガス・飽和）中に浸
漬し、５０℃で３日間保定した後、スクラッチ部をテー
プ剥離してスクラッチ周辺部の腐食状態を判定し九〇 なお比較例、従来例共上記と全く同じ条件でテストし九
〇 （Ｂ）　　腐食液浸漬テスト （６）と同一条件でエポキシフェノール塗料を８Ｖ′Ｎ
１重層被覆側に塗装した塗装板に、エリクセン試験機で
４−の押し出し加工した本のと曲げＲ２ｍｍに折シ曲げ
た後１ｋｐＸ５０ａｗの衝撃加工を加えたものの２種の
サンプルを（イ）脱気した（４）と同じ腐食液、（ロ）
１００１オレンジジユース、（ハ）コカコーラのそれぞ
れの液中に浸漬し、密封した稜、５０℃で１４日間保定
後の表面腐食状態を判定し九〇（Ｑ　塗膜密着性テスト （４）と同一条件でニーキシフェノール塗料を８ｎ／Ｎ
１重層被覆側及びＮ１単層被覆側に塗装した塗装板をそ
の１１（１次密着性）、又３ｍＧ食塩溶液中に浸漬し１
２５℃８９０分レトルト後（２次密着性）及び（４）の
ＵＣＣテスト後（ＵＣＣ後密着性）、２■間隔のコパン
目をナイフで入れテープ剥離することによって評価した
。

比較例、従来例共上記と全く同じ条件でテストした。

（ロ）缶外面耐錆性テスト 缶−外面用熱硬化性アクリル塗料をＮ１単層被覆側に塗
装した塗装面にナイフでスクラッチを入れた後、５０℃
、湿度９８−の湿潤テスターに６ｈかけ、そして３０℃
％温度８０％の恒温恒温テスターで１ケ月間保定した後
のスクラッチ部の発錆状態でもって評価し喪。

（２）　シーム溶接性 シーム溶接機を使用して同種の板を０．４−巾で重ね合
せ、加圧力ｓ　ｏ　ｓＭ　、又２次側のＳ＊電流４．５
にムの条件でシーム溶接し、シーム溶接部の強度を衝撃
テストで、又シーム溶接部の外観は目視で評価した・な
お本評価は無塗装の板で行った。

以上（４）〜（ト）の評価結果を第２表に示す。

本発明例１〜４は、Ｎｉ−ａｍ　２層メ、キ面上に電解
クロム層を施し九もので特にＵＣＣテスト１．浸漬テス
トが優れておシ、缶内面側に使用すれば、ナ２５ｆリキ
以上の性能を有している。

又、本発明例５及び６はＮ１単層メッキ面上に電解クロ
ム層を施し良もので塗膜密着性及び耐錆性に優れておシ
、缶外夏側Ｋｌ！用すればＴＦＩＩ　−Ｃ↑と同等以上
の性能を有している。比較例及び従来例紘各例とも一長
一短あ夛、バラツキも多くいずれも本発明例には及ばな
い・ 以上本発明の異種重層メッキを用途に応じた箇所になる
よう製缶すれに、効果大なる性能を有すゐものである。

【図面の簡単な説明】

図Ｎ鉱、本発明による高耐★性製缶用異種重層メッキ鋼
［０ＪＩＥ属構造を示す模式図である。 ｌ−冷嶌鋼板、　　　　２−ニッケルメッキ層、３−錫
メッ命層、　　　４−金属り冒ム層、５−結晶性タ■ム
蹟化物層、 ６−非晶性り買ム水和酸化物層、 ７・・・油膜層。 本願明細書中下記事環を補正いたします。 記 １、第１２頁「第１表」を次の如く訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面清浄化した鋼板の両面下層に片面尚シ１０〜５００
   ０１シーを有する二、ケルメッキ層を設け、片側面のみ
   の腋ニッケル層上に５０〜１１０００〜４２の電気錫メ
   ッキ層を設け、更にその上層鋼板両面に電解クロム処理
   層を設けてなり、この電解り賞ムｌ＆理層が下層から履
   に片面尚シ０．１〜２０　ｗｍ２の金属クロム層とそれ
   ぞれ片面轟ｐ金属り四ム換算で１〜１０■４２の結晶性
   クロム酸化物層と非晶性クロム水和酸化物層を形成し友
   高耐食性製缶用異種重層メッキ鋼板。