JPS61232148A - 溶接缶体 - Google Patents

溶接缶体

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JPS61232148A
JPS61232148A JP60063768A JP6376885A JPS61232148A JP S61232148 A JPS61232148 A JP S61232148A JP 60063768 A JP60063768 A JP 60063768A JP 6376885 A JP6376885 A JP 6376885A JP S61232148 A JPS61232148 A JP S61232148A
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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〕 本発明は錫メッキを有する表面処理鋼板を素材とし、少
なくとも缶胴内面側に塗膜を有する溶接缶体に関する。
〔従来の技術及びその問題点〕
近年、食缶或いは飲料缶として溶接缶が用いられるよう
になってきている。この溶接缶用素材としては錫メッキ
鋼板(ブリキ材)や力ηリー鋼板が用いられているが、
このうち錫メツキ銅板としては、従来半田毎に用いられ
ていたものを使用するのが一般的であり、その錫メツキ
量は半田缶としての所謂半田性を保持する必要から2.
8 f/N”以上のものであった。しかし近時、資源上
の理由から錫価格が上昇する傾向にあり、また特に溶接
缶では溶接性を確保する上で半田缶はどの錫メツキ付着
量を必要としないことから、錫メツキ量の少ない錫メッ
キ鋼板を溶接缶の素材として用いる研究が盛んに進めら
れ、ている。しかしながら・溶接缶にあっても、錫メツ
キ量を低減させていくと溶接性及び耐食性が劣化するこ
とは避けられず、このような問題から、従来メッキ付着
量を低減させたとしてもせいぜい1.8f/−程度の付
着量が限度であるとされ、ていた。すなわち、錫メッキ
鋼板において溶接性を確保するためには、少なくともあ
る程度以上の純錫の存在が必要とされ、るが、缶素材の
場合、溶接前に行わわ、る塗装焼付工程において錫と鉄
との合金化が進み、錫鉄合金層が増加し錫量が減少する
。このような錫鉄合金層は錫そのものよりも融点が高い
ため溶接性を低下させるものであり、このため錫メツキ
付着量を低減させて薄メツキ化を図った場合、錫メツキ
量に対する錫鉄合金層の割合が高くなり、特に極薄錫メ
ッキの場合には錫の全量が合金化してしまう程にもなり
、溶接性が著しく悪化することになる。
またこのような錫の薄メツキ化は塗膜の密着性を害し、
この結果耐食性にも悪影響を与えてしまう。
〔問題を解決するための手段〕
本発明者らはこのような従来の問題点を解決すべく、錫
メッキ層を有する溶接缶体の被膜構造について種々検討
を重ねたものであり、この結果、合金化されていない純
錫からなる錫層の付着構造そのものを特定すること、具
体的には上記錫層を鋼板面に対し不連続的に分布せしめ
ることにより、溶接性は錫メツキ量の低減によって低下
するどころか、むしろ改善されること、さらにはかかる
錫層を含めた特定の被膜構造を採ることにより錫メツキ
量の低減にかかわらず優れた耐食性が得られることを見
い出した。本発明はこのような知見に基づき、缶体の錫
層の特定及びこれと錫メツキ上の後処理被膜との組み合
せによる被膜構造を採ることにより、極薄錫メッキであ
りながら、耐食性とともに優ゎ、た溶接性が確保される
溶接缶体を提供するものである。
このため本発明は少なくとも缶胴部内面側となるべき表
面処理鋼板面に対し、その両側端縁部を除いた部分に塗
膜を形成し、該塗装缶材の両側端縁部を重ね合せ加圧シ
ーム溶接することにより缶胴部を形成してなる溶接缶体
において、缶胴部を形成する表面処理鋼板を、基体鋼板
上に少なくとも錫鉄合金層、錫層及び付着量2〜20q
/−の金属クロムとクロム換算で付着量3〜20IIm
g/m2の酸化クロムとからなるクロム・クロメート被
膜をこの順序で有し、溶接部を除く部分の錫層が錫付着
量5゜InIV@”以上で且つ鋼板表面のlO〜60%
ノ範囲に不連続状に分布するよう構成せしめたものであ
る。
このような本発明は、鋼板の錫層、つまり合金化せず残
留した錫を50w−以上確保しておき、且つ該錫層を鋼
板全面を覆うのではなくその10〜60%の範囲に不連
続状(島状°若しくはまだら状)に分布した状態で溶接
を行うことにより製造されるものであり、こn。
によって全体としての錫メツキ付着量を少なく抑えつつ
極めて優れた溶接性が得られる。
従来のメッキ技術では、錫メッキに限らず総てメッキ均
一性の確保が常識とされ、またこの均一性確保のために
様々な研究がなされてきた。そして、従来ブリキ材につ
いてその薄メツキ化の限界を論じる場合も、薄メツキ化
によりメッキ被膜の均一性が確保できるか否かという面
が問題とされるだけであった。
このような従来の技術常識に対し本発明者らは、錫メッ
キ量自体の付着量を減じても、塗膜形成後溶接前の段階
で所定量以上の錫(遊離錫)を残留せしめ、且つこの錫
を鋼板表面に対し所定の分布割合で不連続状に形成して
おくことにより、その後の溶接における溶接性が、錫メ
ツキ量の低減にかかわらず従来の通常のメッキ付着量を
有するブリキ材に較べてさえ大きく改善さゎ、るという
事実を見い出した。このような溶接性改善の理由として
は次のような点が考えらnる。
すなわち、溶接性を評価する基準の1つとして溶接有効
電流範囲(以下ACRと称す)の広狭があるが、本発明
ではこのA CRj)広く取り得ることがまず第1の理
由としてあげら右、る。錫メッキ鋼板を溶接する場合、
溶接強度を確保する上ではある程度大きな溶接電流を流
すことが必要となるが、逆に溶接電流が大きくなるとス
プラッシュを生じ缶体品質を低下させることになり、ス
プラッシュを生ずることなく、しかも所定の溶接強度に
溶接し得る溶接電流の範囲が上記ACRとなる。この点
本発明では、錫が鋼板表面に対し所定の分布割合で島状
に不連続分布しているため。
溶接待溶融して接触抵抗を下げ、通常のブリキ並みの比
較的大きな溶接電流で溶接してもスプラッシュの発生が
抑えらワ1.このためACRを良好に確保することがで
きるものと考えられる〇 第2に、溶接部におけるクラック発生の防止作用をあげ
ることができる。溶接前の塗装缶材は溶接部となる両側
端縁部については塗装されないが、現実には塗料のヒユ
ームが付着することが避けられ、ない。そして、従来の
塗装缶材においては、錫メッキ僅か多いことによって板
と板の接触抵抗が小さくなるため、所定の発熱状態とこ
れによる溶接強度を得るには大きな電流を必要とするが
、板と径の小さい胴ローラとの間には必然的に大きな電
流が流れ、その表面にクラックが発生するものと考えら
れ、る。すなわちそのような大電流によって溶接による
缶材の溶融に欠陥を生じ、こわ、が溶接部のクラックと
して現われるという問題であった。この点本発明では、
錫のメッキ付着量を低減且つ島状に分布させるため、板
と板との接触抵抗がやや高くなり、所定の溶接発熱を得
るためには前記ブリキより小さい電流で済み、この結果
溶接表面のクラック発生が適切に抑えられ、る。
錫メツキ付着量の低減、とりわけ1本発明のように錫層
を不連続分布させる被膜構造では、その錫層だけを従来
の錫メッキ鋼板と比較した場合耐食性がある程度劣るこ
とは避けらn、ないが、本発明者等の研究によりこのよ
うな耐食性の問題は錫層上に所定のクロム・クロメート
被膜を形成させることにより解消できることが判った。
そこで本発明では、錫層上に所定範囲量の金属クロムと
酸化クロムとからなるクロム・クロメート被膜を形成さ
せた被膜構造とするものである。加えて、本発明では錫
層を鋼板全面ではなく部分的に分布させるものであるた
め、耐すルファステン性についても従来のブリキ材に較
べ優ね、た特性が得られるものである・ 以下本発明の詳細な説明する゛。
本発明は、缶胴部内面に相当する面側において下層側か
ら少なくとも錫鉄合金層、錫層及びクロム・クロメート
被膜を有し、且つその上に塗膜が形成され、た構成を有
する。第1図はかかる本発明缶体の非溶接部における被
膜構造を示すもので、(1]は基体鋼板、(2)は錫鉄
合金層、(3)は錫層、(4)はクロム・クロメート被
膜、(5)は塗膜である。
前記錫層(3)は、その錫量が501197−以上必要
であり、こむ、を下回ると十分な溶接性が確保できなく
なる。さらにこの錫層(3)は鋼板表面に対し不連続状
に分布させる必要があるが、その分布割合、すなわち鋼
板面積に対して占める割合はlO〜60悌の範囲に規制
され、る。
この分布割合が60%を超えると溶接時にスプラッシュ
が発生し易くなって溶接性を悪化させ、また錫量も必然
的に多くなるため好ましくない。一方、10%未満では
上述した錫量50勢讐以上を確保することが難しく、こ
のため下限は10%とされる。錫層は鋼板の加熱により
その一部が合金化するものであり、したがって鋼板の加
熱を伴う塗装工程前の段階、すなわち単なる表面処理鋼
板としての状態では塗装缶材とは異った錫量を有するこ
とは言うまでもない。このため、本発明の缶体を製造す
るためには、目標とする塗装缶材の錫量と塗装時におけ
る錫の合金化量とに応じ、塗装前段階での錫量を確保し
ておく必要がある。
前記クロム・クロメート被膜(4)はこわ、を構成する
金属クロムが付着量2〜20”P/”!”1酸化クロム
がクロム換算で3〜201n9/−の範囲に規制される
。このクロム・クロメート被膜(4)は耐食性に有効で
あるが、付着量が多過ぎると溶接性が劣化する難点があ
り、このため上記のような上限を設ける必要がある。ま
た上記下限を下回ると耐食性に問題を生じる。
また、基体銅板面には下地層を設けることができ、これ
により耐食性の向上を図ることができる。この下地層と
してはニッケルを含有する層が耐食性を確保する上で特
に好ましく、この場合にはニッケル量が5〜2 o o
 Img/m2”のニッケル含有層としては、基体銅板
面上に設けられ、るニッケルメッキ層、該ニッケルメッ
キを焼鈍拡散処理してその一部または全部を基体鋼板中
に拡散させることにより形成されたニッケル富有層、さ
らには基体銅板面上に設けられ、るニッケルー鉄合金メ
ッキ層等がある。第1図の(6)はニッケルメッキ後拡
散処理により銅板中に形成され、たニッケル含有層を示
している。なお、上記錫鉄合金層(2)はその下部が必
然的にニッケルを含む合金層となっている。
本発明缶体の素材たるm装缶材は、所定の被膜構造を有
する表面処理鋼板の少なくとも缶胴部内面側となるべき
鋼板面に前記塗膜(5)を形成することによって作られ
る。この塗膜(5)は溶接部となるべき鋼板両側端縁部
については形成されない。
この塗膜(5)は缶体を食缶、飲料缶として用いる場合
、缶に充填する内容物から缶材を保護し、また缶材の溶
出に起因する内容物の変色、フレーバー低下を防止する
ものであり、錫メツキ付着量の低減化を因る本発明では
塗膜成分について配慮することが好ましい・この塗料と
しては、熱硬化型エポキシフェノール樹脂塗料が適して
おり、特にビスフェノールAから形成され、たレゾール
型フェノール樹脂を65重量悌以上含有するフェノール
樹脂と、数平均分子量1400−7000のビスフェノ
ールA型エポキシ樹脂を50750〜5795重量比で
含有する熱硬化型エポキシフェノール樹脂系塗料を好適
例としてあげることができ、このような塗料を塗布して
膜厚2〜10μの樹脂塗膜を形成させるようにすること
が好ましい。
塗装缶材は缶胴ブランクサイズに裁断され、た後、丸め
られてその両側端縁部が重ね合わされ1.その部分を溶
接機により加圧シーム溶接することにより缶胴が製造さ
れ、る。そして最終製品としての缶体は、さらに溶接接
合部の鉄面露出部及びその近傍を被覆補正した後缶胴端
にフランジ加工を施し、その一端に蓋を巻締し、さらに
必要に応じて缶体内面に対して補正塗装を施す等により
得られる。
なお、上述したような被膜構造、とりわけ鋼板表面に対
し不連続状に分布する。錫層は、元になる表面処理銅板
の被膜構造に白米するものであり、上記不連続状(島状
)の錫層を得るための方法としては、錫メツキ時に錫を
鋼板(または下地NI)に対し不均一に付着させる方法
、錫メツキ後のりフロ一工程を特定の条件で行う方法・
或いはこの両方法を組み合せて用いる方法等が考えられ
、る。上記中鍋メッキを均一に付着させる方法としては
、電気メッキの電流密度が過大または過小なメッキ工程
を、一連のメッキ工程中の一部に取り入れて行う方法が
あり、またリフロ一工程で行う方法としては、通常行わ
わ、ているフラックス液中への鋼板の浸漬を止めリフロ
ーにより錫を不均一状態に溶融せしめるようにする等の
方法がある。
〔実施例〕
第1表に示される製造条件の下に本発明例及び比較例た
る溶接缶体を製造し、その溶接性及び缶体の耐食性につ
いて詞べた。その結果を第1表に合せて示す。なお、各
特性試験の試験条件については第1表の注に記載した通
りである。
な詔、第1表中の塗料(イ)及び(ロ)は次のような内
容のものである。
・塗料(イ) p−クレゾール75部とm−クレゾール25部の混合フ
ェノールにアンモニア触媒の存在下でホルムアルデヒド
を反応せしめて得られるレゾール型フェノール樹脂15
部と数平均分子量約3000のビスフェノールA型エポ
キシ樹脂85部とをアルコール系、ケトン系、エステル
系マたは芳香族系有機溶剤からなる混合溶剤に溶解せし
めて得らrI5る固形分30%。
粘度(Fc、、25℃)40秒のエポキシ・フェノール
樹脂系塗料 ・塗料仲) ビスフェノールAにアンモニア触媒(7)存在下でホル
ムアルデヒドを反応せしめて得られるレゾール型フェノ
ール樹脂20部と数平均分子量341Oのビスフェノー
ルAljJエポキシ樹脂80部とを混合溶剤に溶解せし
めて得られる固形分29%、粘度(Fc、、25℃)4
0秒の熱硬化型エポキシフェノール系塗料 〔発明の効果〕 以上述べた本発明によりは、錫メツキ付着量を従来の錫
メッキ鋼板に較べ低減せしめながら、製缶溶接において
優わ、た溶接性が得られ1、しかも耐食性にも優れた溶
接缶体を提供し得るものであり、優わ、た品質の溶接缶
を低コストで提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明溶接缶体の被膜構造の一例を示す断面図
である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも缶胴部内面側となるべき表面処理鋼板
    面に対し、その両側端縁部を除いた部分に塗膜を形成し
    、該塗装缶材の両側端縁部を重ね合せ加圧シーム溶接す
    ることにより缶胴部を形成してなる溶接缶体において、
    缶胴部を形成する表面処理鋼板は基体鋼板上に少なくと
    も錫鉄合金層、錫層及び付着量2〜20mg/m^2の
    金属クロムとクロム換算で付着量3〜20mg/m^2
    の酸化クロムとからなるクロム・クロメート被膜をこの
    順序で有し、溶接部を除く部分の錫層が錫付着量50m
    g/m^2以上で且つ鋼板表面の10〜60%の範囲に
    分布していることを特徴とする溶接缶体。
  2. (2)基体鋼板面に5〜200mg/m^2のニッケル
    を含む下地層を有することを特徴とする特許請求の範囲
    (1)記載の溶接缶体。
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