JPS63266094A - 塗料密着性に優れた溶接容器用鋼板とその製造法 - 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、塗料密着性に優れた溶接容器用鋼板とその製
造法、特に製缶用素材として塗料密着性に優れ、さらに
溶接性および塗装性良好な容器用表面処理鋼板およびそ
の製造法に１青するものである。

従来の技術 近年、製缶方式の多様化、発展は著しく、特に３ピ一ス
缶分野における溶接缶の実用化は急速にａＪＪ＋Ｉ、て
いる。３ピ一ス缶には半田化、接着部。

溶接缶がある。これらのうち特に溶接缶は、接合部の強
度が高く、接合不良に基づく漏洩缶発生率が非常に低い
こと、また接合部のラー、プ代が小さく、外観が美麗で
あること、およびＳＳ！缶設愉投資額が少ないことなど
の多くの利点があり近年急速に実用化が進展している。

一方、溶接缶の蓋材としても使ｎ１されるイージーオー
プン缶蓋は、缶切りを必要とせず、何時、何処でも容易
に開缶が可能である所から飲料？Ｉｒではほぼ１００％
使用されており、今後全ての食缶に採用されると考えら
れる。

従来これらの溶接缶用素材としては、錫〔Ｓｎ）メッキ
鋼板（ブリキ）、電解クロムメッキ鋼板（ＴＦＳ−ＣＴ
）などがある。

しかし、ブリキのＳｎメッキ量は、溶接缶用で２８００
ｍｇ／ｍ’、あるいは５８００＋ｗｇ／ｒｒＩＪ、また
イージーオープン缶用で２８００〜８４００ｍｇ／　ｒ
ｎ’と５ｎ（７）使用量が多く、Ｓｎ価格の高騰などに
より、製缶のコストダウンのため薄Ｓｎメッキ（ＬＴＳ
）化が指向されているが、Ｓｎ付着量の減少により溶接
性や耐食性などが低下する。そこで、塗装焼付後フリー
（金属）ＳｎｆＬ表面に残留させ溶接性を良好とし、か
つ、耐食性及び塗料密着性の優れたＬＴＳ化した表面処
理鋼板の開発が強く望まれている。

また、ＴＦＳ−ＣＴは塗装性能及びコスト面から優れて
いるが、その被膜が溶接抵抗の高い金属クロム及び絶縁
被膜である酸化クロムからなるクロメート被膜から構成
されているため、塗装後耐食性は良いが溶接性が悪く、
溶接部の強度不足が生ずるので１表面クロム層を研削除
去した後、溶接しなければならず、溶接缶用素材として
は充分な性能を有していない。

以上のような溶接缶用素材の問題点を解決する方法とし
て、たとえば鋼板表面にＮｉメッキ層、　Ｓｎメッキ層
、クロメート被覆層を順に設けた容器用Ｎｉ下地処理Ｌ
ＴＳ鋼板製造技術がある（特開昭５７−２３０８１号公
報、特開昭５８−３７１９４号公報、特開昭５９−４１
４９５号公報、特開昭８０−１７１００号公報）。

このような表面処理鋼板は、Ｎｉ系下地処理層の効果に
よりＳｎの均一被覆性を著しく増加し、さらに塗装焼付
処理（１６０〜２２０℃で１０〜６０分間）、或いはＳ
ｎメッキ後の加熱溶融処理（リフロー処理とも云う、）
により生成されるＦｅ−５ｎ−Ｘｉの合金層が均一緻密
に生成し、ピンホールが減少するなどによって耐食性向
上が期待できる。

また、リフロー処理及び塗装焼き付けにより生成される
Ｎｉ−Ｆｅ−３ｎ合金層が均一微細なため塗装焼付等の
加熱処理を受けた場合、Ｓｎの拡散反応が抑制され、合
金化されないフリーＳｎ　（金属Ｓｎ）層が形成され溶
接性が得られる。

発明が解決しようとする問題点 このような溶接缶用ＬＴＳ鋼板を用いて製缶する場合、
缶内面の塗料焼付時、ＳｌｌとＮｉの合金化が起り、フ
リーＳｎが少なくなるので溶接性が悪くなる。フリーＳ
ｎは溶接性はよいが塗料密着性が悪い。従って良好な溶
接性を発揮させるには塗料焼付後フリーＳｎ４，１．を
確保する必要があるが、フリーＳｎが存在すると錫酸化
膜が生成するためクロメート処理しても塗料密着性の良
好なものは得られないという問題がある。

問題点を解決するための−Ｌ段 本発明者らはこれらの問題点について、研究を行った結
果、ＳｎメッキＪ、）が７００ｍｇ／ｍ２未満（７）Ｌ
ＴＳ鋼板では溶接性は塗料焼付後残留するフリーＳ　ｎ
　（５に犬きく支配されるが、Ｓｎめっき量が７００　
ｍ　ｇ　／　ｍ’以トのときはＳｎとＮｉとが合金化し
７リーＳｎが残留しなくても第１図に示すような範囲に
あれば実用的に良好な溶接性は確保でき、塗料密着性は
フリーＳｎが残留する場合に比べ飛躍的に向丘するとい
う知見により本発明に到達したものである。

すなわち、未発明は鋼板表面に片面当り２〜１０００ｍ
ｇ／ｍ２のＮｉメッキ層と、式７００ｍｇ／ｍ２≦〔Ｓ
ｎメッキＳ、０≦４×〔Ｎｉメッキｒｉ　）　＋　７０
０ａ＋ｇ／ｍ’を満足するＳｎメッキ層と、クロム量換
算でｌ〜５０ｍｇ／ｍ’のクロメート被覆層とを順に形
成してなることを特徴とする塗料密着性に優れた溶接容
器用鋼板であり、また鋼板表面に片面当り２〜ｔｏｏＯ
Ｂ／　ｍ’のＮｉメッキ層と、＆７００ｍｇ／ｍ２≦〔
ＳｎメッキＭ〕≦４×〔Ｎ１メッキ量）　＋７（ｌｏｎ
ｇ／ｍ”を満足するＳｎメ−／階層を施した後加熱溶融
処理し、さらにクロム量換算で１〜５０ａ＋ｇ／ｍ２の
クロメート被覆層を形成させることを特徴とする塗料密
着性に優れた溶接容器用鋼板の製造法である。

作用 本発明は、鋼板表面にＮ１メツギ、Ｓｎメッキおよびク
ロメート処理を打って特定着のＮｉメッキ層。

Ｓｎメッキ層およびクロメート被階層を形成させるか、
或いはＮｉメ・νキ、Ｓｎメッキ、リフロー処理および
クロメート処理を行い、特定；ｔ）のＮｉメ−、＋層、
Ｓｎメッキ層、クロメート被覆層を形成させることによ
り、耐食性、溶接性、特に塗料密着性に優れた溶接缶用
表面処理鋼板が得られる。

以ドさらに本発明について詳細に説明する。

本発明の表面処理鋼板は、冷延鋼板を電解脱脂、電解酸
洗、Ｎｉメッキ、Ｓｎメッキ、リフロー処理およびクロ
メート処理の各り程によって、得られる。なおこれらの
工程でリフロー処理は必須ではないかりフロー処理する
とＳｎめっき層のピンホールか減少するため、耐食性が
向ヒする。

本発明において用いられる薄鋼板は、現在鉄鋼業界で広
く一般的に行われているブリキ、ティンフリースチール
（Ｔ、Ｆ、Ｓ、）等の表面処理鋼板用として製造されて
いる例えば冷間圧延、焼鈍調質圧延又は２回１−１冷間
圧延等を施され、表面処理鋼板原板として調整された各
種の冷延鋼板である。

このような鋼板にＮｉメッキをするには、通常のメッキ
前処理、電解脱脂、電解酸洗などを施した後通常の電気
Ｎｉメッキ方式を採用すればよい。

Ｎ１メンキ条件等は特に限定されないが、大体電流密度
３〜３００　Ａ／ｄｍ’、メッキ温度は７０℃以下であ
る。

Ｎｉメッキ浴の組成例およびメッキ条件例を挙げれば次
のとおりである。

Ｎｉメッキ浴組成　ＮｉＳＯ４・ｅＨ７０３００ｇ／見
Ｎ１ＣＱ７・６Ｈ，０３０ｇ／党 Ｈ３ＢＯ３３０／ｇＩＬ 電流密度　　　　　　　　　　　１５Ａ　／ｄｒｎ’浴
温度　　　　　　　　　　　　　４０〜６０℃以上のよ
うなＮｉメッキ条件により鋼板表面にＮｉメッキを施す
が、そのＮｉメッキ量は２〜１０００會ｇ／ｍ′である
。２ｒａｇ／ｍ’未満では高耐食性合金層が形成されず
旧下地処理の効果は認められず、また１０００Ｂ／ｍ″
超では効果が飽和し、コスト的に不利となる。

次にこのようにしてＮｉ下地メー２キ処理を施された鋼
板はＳｎメッキ或いはＳｎメッキ後リフロー処理すなわ
ち、加熱溶融処理が施される。このリフロー処理はＳｎ
メッキ埴が７００１ｇ／ｒｒｆ以上と多い本発明の場合
は必須ではないが、リフロー処理を施すとＳｎメッキ層
のピンホールが減少し、耐食性向りの効果がある。

この場合のＳｎメッキ条件及びＳｎメッキ後のりフロー
処理条件は、通常の条件を採用すればよく、特に限定さ
れるものでない１例えば。

（１）メッキ浴組成（フェロスタン浴）；フェノールス
ルホン酸　１０〜３０ｇ／Ｊｌ　（硫酸に換算して） ＳｎＳ０４４０〜８０ｇ／　Ｉ ＥＮＳＡ　（添加剤、デュポン製）５〜１５ｇ／１（２
）メッキ浴組成（ハロゲン浴）； 塩化第一錫　　　　　　５０〜１００　ｇ／ｆＬフッ化
ソーダ　　　　　１５〜３５ｇ１文水素化硫黄カリウム
　　４０〜６０ｇ１文塩化ナトリウム　　　　３０〜Ｂ
ｏｇ／ｌナフトールスルフォン酸１〜５ｇ／ｌ で電流密度５〜１００　Ａ　／ｄｒｎ’、浴温３０〜８
０℃で行われる。

このＳｎメッキ条件でメッキされるＳｎメッキ量は次式
を満足するようにすることが必要である。

式：　７００＋ｓｇ／ｍ２≦［Ｓｎメッキ着］≦４Ｘ（
旧メッキ丑）　＋　７００ｍｇ／ｍ’。

Ｓｎメッキ量が７００ｍｇ／ｍ２未満であると、Ｓｎを
全て合金化した場合溶接性が不充分で実用的ではなく、
４×〔Ｎｉメッキｊ、ｊ　）　＋　７００ｍｇ／ｍ２超
では塗装焼付は後もフリーＳｎが残留し、塗料密着性の
向上効果は望めない。

また、リフロー処理はＳｎメッキ層の金属光沢の増加に
よる外観向上とＮｉ下地メッキ被覆層−ヒのＳｎ合金層
をより均一緻密に生成させ、より一層の耐食性向りを計
るために行なわれるもので、Ｓｎメッキ後水洗して、そ
のままあるいは水溶液フラックスを塗布して、空気中、
或いは非酸化性雰囲気（例えばＮ２雰囲気）中で２４０
〜３５０℃、好ましくは２５０〜３００℃でＳｎメッキ
層が溶融される。

フラックスを用いる場合は、＋２６％処理又はスプレィ
処理により、例えばメッキ浴がフェロスタン浴では、 フェノールスルフォン酸　２〜１０ｇ／ｌ（硫酸に換算
して） ＳｎＳＯ，２〜１０ｇ／　ｆＬ を塗布して溶融される。

又、このＮｉ下地メッキ層と、Ｓｎメッキの二層メッキ
層、或いはＳｎメッキ後加熱溶融処理を施された鋼板は
、長時間放置後、そのままの状態ではＳｎメッキ層表面
に生成する酸化膜のために外観変色が著しく（所、量、
シー１変）商品価値を損ない、塗装１の密着性、塗装後
の耐食性等の塗装性能が著しく劣る。そのため、Ｓｎメ
ッキ或いは加熱溶融処Ｊ〒後水洗を施して、鋼表面の残
査物を除去した後、無水クロム酸、クロム酸１０（クロ
ム酸アンモン、りＯｉｓ酎耐−ダー等）或いはセフロム
酎量　（セクロＬ−酸アンモン、東クロム酸ソーダー等
）の−挿又は二挿具にの混合水溶液及びこれらに５Ｏ７
２−イオン、Ｆ−イオン等を添加した水溶液を用いて。

クロメート処理を行う、クロメート処Ｊｌｌｌの処理浴
または処理条件は、特に限定するものでないが。

例えば以下の様なりロメート浴及びクロメート条件で処
理される。

０）クロメート浴組成； ６０ｇ／ｌ　Ｃｒ０１−０．３ｇｌ交ＳＯ，’−電流密
度　　　　：　７．５　Ａ／ｄｍ’浴編　　　　　　；
８０℃ （２）クロメート浴組成； ３０ｇ／文重クロム酸ソーダ 電流密度　　　　、　ＩＯＡ／ｄｒｒｙ’浴温　　　　
　　：４５℃ このような条件で処理するとクロム量換算で１〜５０ｍ
ｇ／ｍ″のクロメート被蕾層が形成される。

クロメート賃がクロムＶ換算で１ｗｇ／ｍ２未満では塗
料密着性が不充分であり、５０ｍｇ／ｒｎ′超ではイー
ジーオープン缶用蓋材などに使用の場合は塗料密着性の
向上効果が飽和するので経済的ではない、また溶接缶用
では２０腸ｇ／ｍ″超となるとクロメート被膜の溶接抵
抗が高いため溶接性が低下する。

■−記酸成分組成製造された本発明は良好な溶接性を発
揮し、塗料密着性も改善された他、鋼板（メッキ原板）
自体の耐食性向ヒ及びＮｉを含有するＳｎとの合金層に
対する電位の接近、及び合金層と原板の間のカップル電
流の減少により、その耐食性向ヒが著しい、即ち、メッ
キ層のピンホール、加［９により発生する疵部等のＦｅ
露出部とＮｉを含有するＳｎとの合金層との間に生成さ
れる局部電池におけるカップル電位差或いは電流値の減
少及び鋼目体の腐食速度の減少によって、欠陥部からの
Ｆｅ溶出量の減少が著しく、Ｆｅ露出部のせん孔腐食の
危険性が著しく軽減される等その耐食性向とが著しい。

以下実施例をあげて、さらに具体的に説明する。

実施例 冷延鋼板を用いて常法によって電解脱脂、電解酸洗を行
った後、　３００　ｇ／又Ｎ１５Ｏｎ　・６Ｈ７０，３
５ｇ／ｌＮ１ＣＱ２　・６Ｈ２０，２５ｇ１交Ｈ，８０
３からなるメッキ浴を用いて電解浴温度３０〜８０℃、
電流密度３〜３００Ａ／ｄｒｎ’の条件でＮｉメッキを
行った後、　Ｓｎメッキをフェノールスルホン酸１０〜
３０ｇ／Ｊｌ　（硫酸換算）。

５ｎＳＯａ　４０〜８０ｇ／ＩＬ、添加剤ＥＭＳＡ　５
〜１５ｇＡｌ、電流室度５〜１００　Ａ／ｄｍ″、電解
浴温度３０〜６０℃の条件で行い第１表に示すＮｉ量お
よびＳｎ量の表面処理鋼板とした。

次いで、これを温度３００℃１秒間加熱するりフロー処
理を第１表に示すように行った。

さらにこれをクロメート処理を次に示す条件で行った。

（Ａ）；　　１００　ｇｅｌ　Ｃｒ０３−０．８ｇ／ｆ
ｌ　ＳＯ４２−浴温４５℃−Ｃ’１３０〜ＢＯＡ／ｄｍ
’、　０．１秒間処理（Ｂ）；　　Ｂｏｇ／ｌ　ＣｒＯ
２−Ｔｏｔａｌ−Ｆ　　１．５ｇ／ｆＬ（解離ＦＯ，４
ｇ／交）　−０，１１ｇ／４　Ｓｏ、２−浴温５０℃テ
ＩＯＡ／ｄｍ’、　　１秒間処理（Ｃ）；　　Ｎａ５Ｃ
ｒ！０７２５〜３０ｇ／４浴温６０℃’ｔ’５〜８Ａ／
ｄｒｎ’、　２秒間処理これらの条件および性能評価試
験結果を第１表に示した。

第１表の性能評価試験は次の方法によった。

■　塗装焼付後のフリーＳｎ残留量 テストピースを２１０℃Ｘ２０ｓｉｎ　ｂａｋｉｎｇし
た後、５％ＮａＯＨ中で陽極的に電解剥離をし電解２＋
１雌曲線よりフリーＳｎ量を算出した。

■　シーム溶接性 ラップ代０．５ｍｌ、溶接圧力４５ｎｇ、溶接スピード
４２０缶／ｍ　ｉｎの条件で、溶接′電流を変化させて
、充分な溶接強度が得られる最小＃接電流とスプラッシ
ュ等の溶接欠陥の発生が目立ち始める溶ｖｉ電流の範囲
の広さ、及び溶接欠陥の発生状況を総合的に判断して評
価した。

■　ＩＪ、Ｃ，Ｃ，（アンダーカットフイルムコワージ
ョン）テスト 製缶用エポキシフェノール（フェノールリッチ）塗料を
片面当りの乾燥電縫として５０ｍｇ／ｄｒｎ”となるよ
うサンプルの試験面に塗布し、　２０５℃ＸｌＯ分焼付
を行いさらに１８０℃Ｘ２０分の重焼を行った。そして
塗装面にナイフでスクラッチを入れ、腐食液（ｌ、５％
クエン酸−１，５％食塩）中に浸清し、大気開放下で５
５℃で４日間保定した後、スクラッチ部及び平面部をテ
ープ瀾離してスクラッチ部の塗膜剥離状態、スクラッチ
部穿孔腐食状態（ピンティング）、及び平面部の塗膜剥
離状態を判定した。

■　耐硫性試験 ◎と同様な塗装を施した試片に１を曲げ加工を施し市販
のサバ水煮をミキサーにて均一化したものの中に浸漬し
、Ｈ５℃Ｘ９０ｍｍのレトルト処理を行なった。レトル
ト処理後、エフセリン加工部及びモ板部の硫化黒変性を
評価した。

■　Ｔビールテスト（塗料密着性試験）テストピースの
片面にエポキシフェノール系４才４をＧｏｎｇ／ｄｒｒ
ｆ？Ｉ！布し、２１Ｏ℃で１０分間乾燥硬化した。更に
裏面に同じ塗料を塗布し、同様の条件で乾燥硬化した。

この試料を幅２０ｍ５、長さ１０ｈｍに切り出し前述の
表裏面を重ね合わせ、その２枚の試料の間にナイロン系
接着剤のテープをはさみ、ホットプレスを用いて２００
℃で１００秒の予熱を行なった後３　ｋｇ／ｃｒｎ’の
加圧下に２００℃で３０秒間圧着を行なった。この接着
試片を引っ張り試験機で剥離し、その接着強度をｋｇ／
２Ｇ層鵬で表わした。

■　塗料二次密着性 ◎と同様に塗装したテストピースをｉｔ曲げ加工（同じ
板厚のテストピースをはさ＃６んで折り曲げる）を施し
、　１１５℃の蒸留水中に９０分間浸漬し、速やかにテ
ープ剥離を行ない、折り曲げ部、平担部の塗膜剥離状況
を評価した。

発明の効果 本発明は、Ｎｉ下地ＬＴＳ鋼板のＸｉとＳｎとのメッキ
量をそれぞれ特定量被覆し、さらにこれにクロメート処
理して特定量のクロメート被覆層を形成した表面処理鋼
板およびその製造法であって、本発明によれば旧の合金
化促進効果により５ｎ６Ｙ全て合金化され塗料密着性が
大巾に向上させると共に実用的に支障のない溶接性を付
与することができ、又耐食性にも優れ溶接缶用として優
れた効果を発揮し、製缶技術の向上に寄与するところ大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すもので、鋼板表面の片面
当りのＮｉメッキ量とＳｎメッキ級との関係を示す図で
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板表面に片面当り２〜１０００ｍｇ／ｍ＾２の
   Ｎｉメッキ層と、式７００ｍｇ／ｍ＾２≦〔Ｓｎメッキ
   量〕≦４×〔Ｎｉメッキ量〕＋７００ｍｇ／ｍ＾２を満
   足するＳｎメッキ層と、クロム量換算で１〜５０ｍｇ／
   ｍ＾２のクロメート被覆層とを順に形成してなることを
   特徴とする塗料密着性に優れた溶接容器用鋼板。
2. （２）鋼板表面に片面当り２〜１０００ｍｇ／ｍ＾２の
   Ｎｉメッキ層と、式７００ｍｇ／ｍ＾２≦〔Ｓｎメッキ
   量〕≦４×〔Ｎｉメッキ量〕＋７００ｍｇ／ｍ＾２を満
   足するＳｎメッキ層を施した後加熱溶融処理し、さらに
   クロム量換算で１〜５０ｍｇ／ｍ＾２のクロメート被覆
   層を形成させることを特徴とする塗料密着性に優れた溶
   接容器用鋼板の製造法。