JPS61195989A - 耐食性及び溶接性に優れた表面処理鋼板の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はシーム溶接性及び塗膜下脚食性に優れた製缶用
表面処理鋼板忙関するものである。

（従来の技術） 従来電解８ｍメッキ鋼板（以下ブリキと称す）、電解ク
ロム酸処理鋼板（以下ＴＦ８−ＣＴと称す）、又一部に
電解Ｎｉメッキ鋼板（以下ＴＦ８−ＮＴと称す）が知ら
れており、３ピ一ス缶製缶法としてそれぞれハンダ接合
、接着接合、シーム溶接等によって製缶されてきた。

ブリキは従来製缶用素材として最も広く使用されてきた
が、製缶コスト節減の中でＳｎが薄メッキ化され、製缶
法も従来のハンダ付に替りシーム溶接法が採用され始め
たが、Ｓｎメッキ量が片面当り２０００ｗｅ／ｍ以下に
なると塗装耐食性、シーム溶接性共劣化し、又シーム溶
接缶用素材として一部で使用されているＴＦ８−ＮＴ　
（Ｎｌメツ゛キ鋼板）はシーム溶接性能が実用可能な範
囲ではあるが十分ではなく、又塗装耐食性も強酸性食品
等腐食性が高い内容物の場合不十分であることから、低
コストでしかも塗装耐食性、シーム溶接性に優れた製缶
用表面処理鋼板が要望されている。

これに対し、本発明者等は特願昭５８．−１８０７２０
号で鋼板上に微量Ｎｉメッキ被覆を行った後Ｓｎｉ。

キ層を重層被覆する手法を、又％願昭５９−１６６９８
９号で鋼板上にＳｎメッキ被覆を施した後さらに微量の
Ｎｉメッキ被覆を形成させる手法等をすでに知見し出願
した。又特開昭５７−１６９０９８号で後者と類似する
被覆構造を持つシーム浴接缶用表面処理鋼板もすでに知
られている。これらは確かに従来の単純な薄Ｓｎメッキ
鋼板と比較して、シーム溶接性、塗装耐食性等で効果を
有するが、関係需要家よりさらに改善を求められている
のが現状である。

（発明の目的） 本発明者等はこの趣旨から従来より食品保存性能に実績
があり、有効であるＳｎを活用しながら、低コスト、高
性能なシーム溶接缶用表面処理鋼板を開発することを目
的として鋭意研究を行った結果、本発明をなしたもので
ある。

（発明の構成及び作用） 本発明の要旨とするところは、表面清浄化した鋼板にＮ
ｉ又はＮｉ　Ｋ　Ｆ＠＃Ｚｎ＃ＣＯ＃Ｃｒ、Ｐの一種以
上を含むＮｉ合金を被覆し、そのまま、あるいは加熱処
理で鋼板表面に拡散した後続いて片面当りの被覆量が１
５０　ＯＮＬｇ／ｍ以下のＳｎメッキ被覆した後、Ｓｎ
メッキ被覆融点以上の加熱処理（以下リフロー処理と称
する）、さらにクロメート処理を施した表面処理鋼板の
製造方法において、前記り７０一処理時鋼板と合金化す
るＳｎｉを片面当り５０〜４００ｑ／ｍ２の範囲に限定
した所にある。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明のように製缶コスト低減化のためメッキ被覆層を
薄メツ中化した表面処理鋼板は製缶用塗料を塗装して使
用される場合が多く、シーム溶接部分はシーム溶接時ま
でに塗膜焼付による空部を受けることになり、この際Ｓ
ｍメッキ被覆層と素地Ｆ・との間で固相拡散反応の進行
によって合金層が形成される。このため単純な薄Ｓｎメ
ッキ鋼板では、過去学会等で公知なように、良好なシー
ム浴接性確保のため必要とされる未合金の金属Ｓｎ（以
下７リーＳｎと称す）が減少しシーム溶接性が不十分と
なる。このため前述のように本発明者等は特願昭５８−
１８０７２０号及び特願昭５９−１６６９８９号忙で、
そ扛上れ鋼板上に微量Ｎｌメッキ被覆を施した後Ｓｎメ
ッキ被覆を重層被覆した鋼板及びこれと逆のメッキ被８
ｉ構成とした鋼板についてすでに出願した。これ等の提
案によりて確かに全焼後のフリーａｎの確保が可能とな
り、シーム溶接性が改善される知見を得た。ところが実
際の需要家における塗装工程は複雑であり、又高速・高
能率なシーム溶接化への指向、そして需要家におけるシ
ーム溶接缶仕上りに対する要求の高度化等論事情から、
さらにシーム溶接性を向上させることが望まれている。

そこで本発明者は鋭意研究した結果本発明に到達したも
のでありて、その要点はＳｍメッキ被覆層のりフロー処
理を必須とし、かつり７０一処理時生成する合金Ｓｎ量
を特定の範囲に限定した点にある。即ち第１図（２１０
℃、２０分空空部ｌ前処理量＝１５ダ／ｍ２）に示す如
く、シーム溶接性に重要な７リー５ｎｉｌはリフロ一時
生成する合金８ａ量を片面当り５０〜４００■／ｍの範
囲、さらに望ましくは１５０〜３５０　Ｗ／ｍの範囲と
することｋよりて最も多く確保することが可能であるこ
とを知見したものである。さらに、このようにフリーａ
ｎ量を多く確保するとシーム溶接性が向上するだけでな
く、耐食性も向上する。Ｓｎメッキ層り７０−処理を施
し、その時生成する合金Ｓｎ量を特定な範囲とすること
によってフリーａｍを確保し易くなる理由は以下のよう
に考えられる。すなわち本発明のよう４ＣＳｎメッキ層
にリフロー処理を施した鋼板を製缶時空部すると、空部
時にもＳｎ及びＦ・の固相拡散反応でａｎ合金量がさら
に増加する。この空部によるＳｎ合金増分はりフロ一時
に形成した合金ＳＩｌ量が多いほど少ないと考えられる
が、−力木発明鋼板はＳｎメッキ被覆量が片面当り１５
００１９７ｍ　以下と少ないため、リフロ一時生成合金
量増加は逆に全焼後の全合金量が増大する方向にも作用
する。この関係を第２図に模式的に示すと、　Ｓｎメッ
キ層をリフロー処理する時生成する合金Ｓｎ量は全焼後
の合金量を抑制する効果線（２）と逆に増大させる効果
線（１）と２つの相反する効果を合せ持っているため、
この相反する両件用の寄与率を和した点線で示した〔（
１）＋（２）〕特定リフロー合金量範囲で、全焼後全合
金量が最小となり、すなわちフリー　Ｓｎ　ｉが多く確
保できるものと推定される。いずれＫしてもこのように
リフロ一時生成する合金Ｓｎｔを特定範囲化限定すれば
、良好なシーム溶接性を付与できるものである。

又本発明の如き、薄Ｓｎメッキ鋼板の欠点はシーム浴接
性の問題のほか缶保管中の塗膜下錆等塗膜下腐食性が不
足する場合がおる。本発明者等が改良を検討した結果、
上述のような特定領域にリフロー合金量を限定したり７
０−処理を施せば耐食性も改醤可能であることが判明し
た。したがって、本発明により製造された表面処理鋼板
はシーム溶接性と同時に耐食性にも優れたものである。

このよつに′Ｉｔ１膜下錆膜下錆性耐食性する理由は、
前述したように、フリーａｎｔが多く残留すると共に、
耐食性に優れたフリーＳｎ層が鋼板上を均一に被覆して
いること、さらにリフロー処理によって一度溶融し凝固
したフｙ、−Ｂ、層の結晶構造の変化によりて、カンー
ド分極抵抗等メッキ層の電気化学的性質が向上する等が
考えられる。

次に本発明による表面処理鋼板の製造方法について限定
理由を交えながら説明する。

本発明は通常の方法で表面清浄化した鋼板にまずＮｉメ
ッキ被覆、又はＮｉ　ＫＦｅ、Ｚｎ、Ｃｏ、ＣｒｔＰの
一種以上を含有したＮｉ合金メッキ被覆を施こすが、こ
の被覆方法については特に限定条件を設定するものでは
な（公知の手法が適用できる。そしてその被覆量も特に
限定しないが、通常２〜５００１１９／ｍ２の範囲が良
い。Ｎｉ量として２１１９７ｍ以下ではフリーＳｎ層を
残留せしめる効果が無く、又５００ダ／一２以上では効
果が飽和するばかりか、Ｓｎメッキ被櫃、リフロー処理
後メッキ層中に金ＮＮｌが多量に残存するようになるた
め、耐食性に悪影響を及ぼすようになり、望ましくはＮ
ｉ量として３〜５００ｍｇ／ｍ２が好ましい。セしてＮ
ｉ又はＮｉ合金メッキ被覆した状態のままでもよいし、
あるいはこれらＮｉメッキ被榎、Ｎｉ合金メッキ被覆を
適切な加熱処理で鋼板表面と拡散反応させてもよい。

加熱処理手段を利用する場合、特に加熱手段は限定しな
いが鋼板の焼鈍工程の利用が合理的であり、Ｎｉ又はＮ
ｉ合金を全て鋼板と拡散させても、一部を未合金のまま
残留させても良い。なおＮｉ合金の元素Ｆｅ、Ｚｎ、Ｇ
ｏ＋ＣｒｔＰはいずれもＮｉと合金化して加熱″ｔｌｋ
７リーＳｎを残留せしめる効果がある。次にＳｎメッキ
被徨を施こすが、Ｓｎメッキ被被覆段として、電気メツ
キ法が合理的であるが、特にこれに限定するものではな
い。又その被覆量を片面当り１５００１１９７ｍ２以下
としたが、これは本発明の効果を享受する最適ａｎメッ
キ被櫃量が１５００ダ／ｍ以下で顕著となるからであり
、特く片面当り１０００＊／ｍ２以下のＳｎメッキ被被
覆量おいて本発明法が有効である。そして本発明におい
ては、鋼板表・裏でａｎメッキ被覆量を変えた差厚メッ
キとすることもでき、特に製缶後缶１’３面となる面の
Ｂａメッキ被扱量は缶外面より多くすることが有利であ
る。

続いて本発明はその特徴であるす７０−処理を施すが、
その方法は一般的な抵抗加熱法が利用でき、その雰囲気
として不活性ガス中での無酸化リフローとしても艮い。

そして本発明に於いてり７０一処理時形成される合金層
量はシーム溶接性及び耐食性に有効に働く仝焼後も残存
する７　＋７−Ｓｎ量を１００”９７ｍ２以上安定して
確保するためにＳｎ量換算で片−当９５０〜４００ｍ？
／ｍとする必要があるが、この量は抵抗加熱法を採用し
た場合には通電電気量を適切にコントロールすることに
よりで容易に達成される。本発明においては特にシーム
溶接性及び耐食性を要求される用途に対してはりフロー
処理待形成する合金量として臀に１５０〜３５０ダ／ｍ
の範囲が望ましく、これはを焼抜残存する７リー５ｎｉ
ｔが安定して２００ダ／ｍ２以上確保でき、所望する効
果が梅実く得られるからである。

次に最表面の不ＭＬ！！Ｉ化処理としてクロメート処理
等を施こすが、クロメート処理を施す前に例えば炭酸ソ
ーダ等中での陰極還元処理を行ない、Ｓｎメッキ被榎表
面のＳｎ酸化膜を予め除去しても良い。

クロメート処理方法も％忙限定せず、従来ブリキに適用
されてきた重クロム酸ソーダ系水溶液中での′＆漬処理
、又は陰、陽亀解飽理、そして従来ＴＦ８−ＣＴのメッ
キ処理浴として利用されている無水クロム酸に硫酸又は
珪フッ化ソーダ等アニオン助剤を添加した浴中での陰極
電解処理等が適用できる。さらに非クロメート系処理と
してリン酸ソーダ浴中等での浸漬、陰極電解処理法も適
用可能である。

本発明は引き続き、ジオクチルセパケート等油層を形成
したＶｌｋ良品となり、使用に供される。

次に具体的実施例について説明する。

（実施例） 実施例、１ 通常の方法で表面清浄化した鋼板両面に（１）　Ｋ示す
条件でＮｉを片面当り１５ダ／ｍ２電気メッキし、さら
に（２）で示す条件で鋼板両面に８ｍを片面当り８００
１９７ｍ２電気メツキした。引き続き抵抗加熱法でＳｎ
メッキ被種層をす７　ａ−処理し、通電電流、冷却条件
を適当にコントロールすることでり７０一処理時生成す
る合金層中のＳｎ量を２５０〜３００ｗｇ／ｍ２とした
。そして（３）に示す条件で該鋼板両面に電解クロメー
ト処理を施し、金＠Ｃｒ換算で片面当り１０〜１５ダ／
ｍのクロメート被積層を形成した後、通常の方法でＤＯ
８の油層を片−当９４ａｆｌ／ｍ塗油し供試材とした。

（３）　　［ＮａｚＣｒ２０７・２Ｈ２０］　　：　２
５１／ｌ　　　浴温：９０℃実施例、２ 実施例、１に於いてす７０一時生成する合金層中のＳｎ
量を片面当り１５０〜２００７４７ｍ　２とした実施例
でその他項目は実施例、１と同じ 実施例、３ 実施例、２に於いてＳｎメツ中被覆量を片面当り６６０
　Ｑ／ｍ”とした実施例でその他項目は実施例、１と同
じ 実施例、４ 実施例、１に於いて（３）で示した電解クロメート処理
に換えて（４）に示す条件で金属クロム層、水利酸化ク
ロムを生体とする識化クロム層から構成されるクロメー
ト被板を形成し、被援量をそれぞれ金Ｊ１ｉｉＣｒ換算
で４〜７ｖ／ｍ２．６〜１０’９７ｍ２とした実施例で
その他項目は実施例、ｌと同じ 実施例、５ 実施例、２に於いてＳｎメッキ被徨量を製缶後缶内面側
となす面は８００η／ｌｎ　％缶外面となす面は５５０
〜／ｍにした実施例で、その他項目は実施例。

１と同じ 比較例、１ 実施例、ｌに於いてリフロー処理待生成する合金層中の
Ｓｎ量を片面当り４５０〜５００ダ／ｆｆｉとなした比
較例で、その他項目は実施例、１と同じ比較例、２ 実施例、１に於いてＮｉメツキ被榎を省略した比較例で
その他項目は実施例、１と同じ 比較例、３ 実施例、１に於いてリフロー処理を施さない比較例でそ
の他項目は実施例、ｌと同じ 実施例、６ 実施例、１に於いて（１）で示したＮａメッキ被糧に換
えて（５）に示す条件でＮｉ−Ｐ合金メッキ被ａ（合金
メッキ中のＰ含有率：９ｗｔ％）をＮｌ量として１０〜
１５１ｆ／ｍ２被僅した実施例で、その他項目は実施例
。

１と同じ 実施例、７ 実施例、１に於いて（１）で示したＮｉメッキ被覆に換
えて（６）に示す条件でＮｉ−Ｆ・合金メッキ被覆（合
金メッキ中のＦ・含有率：６０ｗｔ％）をＮｌ量として
２０〜３０ｗｇ／ｍ２被覆した実施例で、その他項目は
実施例。

１と同じ ＬＨｓＢＯｓ　　　　　　　　：　　　５ｏｉ４ノ実施
例・８ 表面清浄化した鋼板両面に実施例、１の（１）　Ｋ示す
条件でＮｉｔ片印当り４０〜５ｏｗ９／ｍ電気メッキし
た後、ＨＮｘガス（５％Ｈ２−９５ｆｎＮ２）雰囲気中
で６７０℃＃　２０　ｓ＠ｅの条件で焼鈍し、該被榎層
を素地鋼板に拡散させた。しかる後２％の調質圧延を行
ない、引き続き通常の工程で脱脂・酸洗処理を施した。

続けてＳｎメッキ被覆、す７０−処理、電解クロメート
処理、塗油処理を施したが、Ｓｎメッキ被榎菫、リフロ
一時生成させる合金量等は実施例、１と同じとした。

以上述べた本発明実施例及び比較例と従来例として片面
当りのａｎメッキ被榎量２８００１９／ｍの通常ブリキ
（以下”　２５　ＥＴと称す）について下記に）〜（ｑ
の評価テストを実施した。

■耐錆性テスト 製缶用エポキシフェノール産科を片面当りの乾燥重菫と
して５０〜／　ｄｍ　となるようサンプルあ試験面に厘
布し、２０５℃×１０分焼付を行いさらに１８０℃×２
０分の９焼を行った。この試片にナイフでスクラッチを
入れ、試片中央部にエリクセン試験器で４籠の張り出し
加工を行りた後、塩水噴霧試験機で５チＮａＣＬを３時
間噴霧した。

セして試片を水洗乾燥後転球３８℃、湿球３５５℃、相
対湿度８５’％の恒温恒湿試験機中に試片を入れ、１４
日間放置した。そして試片塗膜スクラッチ部及び試片端
面部の塗膜下請発生状況を目視判定することによって耐
錆性を評価した。判定は◎錆発生なし、○発生小、Δや
中太、Ｘ大とした。

Ｑ３）　ＵＣＣ（７ンメーカツトフイルムコローゾ、ン
）テスト α）と同様な塗装を施した試片の塗装面にナイフでスク
ラッチを入れ、腐食液（１，５％クエン酸−１，５％食
塩）中に浸漬しｃｏ２．ｆスなバブリングしながら５０
℃で３日間保定した後、スクラッチ部をテープ剥離して
スクラッチ部の塗膜剥離状態を判定した。

蓋膜剥離状況の判定は◎剥離なし、Ｏ剥離小、Δ剥離や
や大、×剥随大とした。

（ｑシーム浴接性テスト 各試片を缶胴に成形した後、シーム溶接機を使用して、
缶胴接合部のラップ巾０．４　ｔｍ　、加圧力５０ｋｆ
Ｆの条件で、溶接２次電流を変化させることによって、
良好な溶接が可能な溶接２次電流範囲（ＫＡ）をａｌＪ
ｌ査した。適正溶接２次電流の下限厘は溶接部の強度の
下限で、又上限値はスゲ２．シー発生の上限で決定した
が溶接部の強度は衝撃テスト及び溶接部にＶ形のノツチ
を入れペンチで引きさく引きさきテストにより判定し、
シーム溶接部の外観は目視で散りの有無等より判定した
。なおシーム溶接性テストに供した試片には塗装は行わ
ず２１０℃×２０分の生焼処理のみ行った。

以上テスト結果を第−表に示すが、本発明実施例は各特
性共良好な性能を示すのに対し、比較例。

１〜３は本発明と比較し、その性能が劣っている。

又本発明実施例はシーム溶接性は従来例”　２５　ＩＴ
と比較し、やや劣りているものの、十分実用範囲であり
、耐錆性、　ＵＣＣ性は”　２５　ＥＴと同等以上の性
能を有する。

事 （発明の効果） 以上述べた如く、本発明は鋼板表面にＮｉ等前処理を施
した薄Ｓｎメッキ鋼板の耐錆性等塗装性能及びシーム溶
接性を一層向上させることができ、”　２５　ＩＴに代
る低コスト・高性能な素材を安定的に供給することが可
能となり、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はりフロ一時生成される合金量と製缶時空焼抜７
＋７−Ｓｎ量の関連を示す特性図、第２図は第１図の理
由を考察した説明図である。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面清浄化した鋼板にＮｉ又はＮｉにＦｅ、Ｚｎ、Ｃｏ
   、Ｃｒ、Ｐの一種以上を含むＮｉ合金を被覆し、そのま
   ま、あるいは加熱処理で鋼板表面に拡散した後続いて片
   面当りのＳｎ被覆量が１５００ｍｇ／ｍ＾２以下のＳｎ
   メッキ被覆した後、Ｓｎメッキ被覆融点以上の加熱処理
   、さらにクロメート処理等不動態化処理を施した表面処
   理鋼板の製造方法において、前記Ｓｎメッキ被覆融点以
   上の加熱処理時に鋼板と合金化するＳｎ量が片面当り５
   ０〜４００ｍｇ／ｍ＾２であることを特徴とする耐食性
   及び溶接性に優れた表面処理鋼板の製造方法。