JPS63270581A - 缶詰用塗装溶接缶 - 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、缶詰用塗装溶接缶に関するもので、より詳細
には最上面にクロム系保護層とその下に薄い錫メッキ層
を備えた表面処理鋼板から形成されていながら、塗膜下
腐食、特にネックイン加工部におけるシミ状腐食の発生
が防止された缶詰用塗装溶接缶に関する。

（従来の技術） 近年、缶詰用缶体として、缶用素材の両端縁部を電気抵
抗溶接によりうｙ　ｆ　（重ね合せ）接合した溶接缶が
使用されており、この溶接缶の素材として、所謂ブラッ
クプレートの外に、電解クロム酸処理鋼板（ＴＦＳ　）
　、ブリキ、ニッケルメッキ鋼板、ニッケルー錫メッキ
鋼板等を用いることが知られている。

溶接作業性や、形成される溶接継目の外観及び耐腐食性
の点では、ブリキ、即ち錫メッキ鋼板が最も優れている
。また、継目の外観特性や耐腐食性を向上させるために
、溶接操作を窒素等の不活性雰囲気中で行うことも知ら
れている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、溶接缶に使用されているブリキにおける
通常の錫の目付量は２．８〜１１．２１７ｍ２であり、
また低目付ブリキと呼ばれるものでも１、２１１７ｍ　
　であり、缶素材のコストが高いという点で未だ満足し
得るものではない。また、錫の目付量の大きい缶素材を
用いた缶詰開缶では、内容物への錫の異常溶出という問
題も生じ易い。

このようなコストの増大及び錫溶出の抑制という見地か
ら、錫の目付量を溶接に必要最低限の目付量とし、錫目
付量の低下に伴なう耐腐食性の低下を、内面塗装で補な
うことが考えられるが、このような塗装溶接缶を、乳飲
料やコーヒ飲料の缶詰に用いると、塗膜下腐食、特にネ
ックイン加工部におけるシミ状腐食が発生することが認
められた。

従って、本発明の目的は、薄い錫メッキ層を備えた缶詰
用塗装溶接缶における上記欠点が解消され、塗膜下腐食
、特にネックイン加工部等におけるシミ状腐食の発生が
有効に防止された缶詰用塗装溶接缶を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、溶接による側部継目を備えた缶詰用塗
装溶接缶において、該溶接缶が（１）最上面にクロム系
保護層及びその下に薄い錫メッキ層を有する表面処理鋼
板と、（ｉｉ）エポキシ−フェノール系塗膜から成り且
つ下記式 ％式％（１） 式中Ｔ０は上記塗膜を設けた表面処理鋼板の２枚をナイ
ロン１１のフィルムを介して貼り合せた積層試料につい
ての５■巾当りのＴピール強度（ｋｇ１５ｍ巾）を表わ
し、Ｔ、は上記試料を９０℃の０．４％クエン酸水溶液
に２日間浸漬した後での５■巾当りのＴピール強度（ｋ
ｔｉ７５ｍ巾）を表わす、で定義されるＴピール強度保
持率（ＲＴ）が５０チ以上である保護塗膜とから成形さ
れていることを特徴とする缶詰用塗装溶接缶が提供され
る。

（作用） 本発明の塗装溶接缶の概略を示す第１図において、この
塗装溶接缶は、以下に詳細に説明する特定の塗装表面処
理鋼板１の未塗装の両端部２ａ。

２ｂを重ね合せ、電気抵抗溶接により継目３を形成させ
て成る。溶接により形成された継目３上には保護樹脂被
覆４が設けられている。

塗装表面処理鋼板１の断面構造を示す第２−Ａ図におい
て、このものは鋼基質１０、銅基質上に設けられた錫メ
ッキ層１１、及び錫メツキ層上のクロム保護層１２から
成る表面処理鋼板１３と、その表面に設けられたエポキ
シ−７エノール系塗膜１４とから成る。表面処理鋼板１
３において、鋼基質１０と錫メッキ層１１との間には、
第２−Ｂ図に示す通り一般に錫−鉄合金層或いは一部ニ
ッケル置換錫−鉄合金層１５が存在している。

本発明に用いる塗装表面処理鋼板は、（１）金属素材と
して最上面にクロム保護層及びその下に薄い錫メッキ層
を有する表面処理鋼板を用いること、（ｉｉ）、その上
の塗膜としてエポキシ−フェノール系塗膜を用いること
、及び（Ｉ＊０塗膜と表面処理鋼板との密着状態が前記
式（１）及び（２）を満足する関係にあることの結合に
特徴を有するものであり、本発明はこれらの諸要件（１
）、（ｉｉ）及びつ１１）の全てが満足される場合に塗
膜上腐食が有効に防止されるという知見に基づくもので
ある。

ブリキが腐食性の内容物に対しても優れた耐腐食性を示
すのは、電気化学的に卑な錫が鋼の代しに溶出し鋼基質
の溶出金妨げるという電気化学的作用に由来するもので
あるが、錫メッキ層が著しく薄い本発明の場合には、こ
のような保護作用は腐食のごく初期の段階しか期待でき
ない。これ全防止するために、薄い錫メッキ層の上に有
機樹脂の保護塗膜を設けることが考えられるが、錫メツ
キ層上に塗膜を設けても塗膜の密着性が悪く、加工や経
時により容易に剥離？生じ、所期の耐腐食性は得られな
い。これは、錫メッキＪ−の最上面には必らず酸化錫層
が存在し、この酸化錫ノーが凝集力に著しく劣り、この
ため密着力の低下や密着界面の破壊を生じるためである
。

本発明においては、これ全防止するため、薄い錫メッキ
層の表面にクロム系保腰層を形成させ、しかも有機塗膜
としてエポキシ−フェノール系塗膜をその上に設けるこ
とにより、塗膜密着界面の破壊や密着力低下を防止する
ものである。

本発明者等の研究によると、薄い錫メツキ層上備えた塗
装表面処理鋼板の塗膜上腐食、即ちシミ状腐食が生じて
いる部分の化学分析を行った結果では、この腐食部分で
は錫メッキ層が失われ、鋼酸化物が生成していることが
認められる。

この塗膜上腐食、即ちシミ状腐食を防止するためには、
塗膜の表面処理鋼板に対する密着力が十分に高いことが
必須不可欠であるが、それだけでは不十分であり、塗膜
そのものが金属錫を溶出させる腐食成分に対してバリヤ
ー性を示すことも重要であることがわかった。

塗膜の表面処理鋼板に対する密着力は、塗装表面処理鋼
板の２枚ｔナイロン１１のフィルム【介して熱融層によ
り貼り合せて積層材料を作成し、この積Ｊ−材料のＴピ
ール強度を測定することにより評価できる。即ち、エポ
キシ−フェノール系塗膜とナイロン１１フィルムとの間
の密着力は、塗膜と表面処理鋼板との間の密着力よりも
大きいので、上記Ｔピール強度試験により、塗膜と表面
処理鋼板との＠着力？求めることができる。

本発明における塗装表面処理鋼板は、このようにして求
め九Ｔピール強度（Ｔｏ）が２　ｋｇ７５　ｍ中以上、
特に３ｋｇ１５■巾以上であることが必要であり、との
Ｔ。の値が２　ｋｇ／　５　ｍｎ中を下廻るときには塗
膜上腐食が発生する傾向が大きくなる。

また、前述し九Ｔピール強度用測定用の積層棒金９０℃
の０．４％クエン酸水溶液に２日間浸漬した後同様にＴ
ピール強度（Ｔ２　、ｋｇ／　５　ｍｎ中）を求めた場
合、式 で表わされるＴピール強度保持率（ＲＴ）が５０％以上
、特に６０チ以上であれは、塗膜上腐食が有効に防止さ
れることもわかった。即ち、この特性値は、錫メッキ層
を溶出させるような腐食性成分に対する塗膜のバリヤー
性と密接に関連しており、工ｒｆキシーフェノール系塗
料として上記特注τＭするものを選ぶことにより塗膜上
腐食、籍にネックイン加工部等におけるシミ状腐食の発
生に有効に防止し得ることになる。

表面処理鋼板 本発明に用いる表面処理鋼板は、クロム基準で５乃至３
０〜／ｍのクロム保護層及び３００乃至１０００〜／ｍ
２（合金層の形で存在するものをも含む）の錫量を有す
るものであるのがよい。即ち、クロム量が５１１９／ｍ
２よりも低いときには、塗膜に対する密着性が劣り、缶
の耐腐食性も劣るようになる。一方、錫量が３００Ｑ／
ｍ２を上進ると溶接作業性が低下し、強いて溶接を行っ
ても溶融鉄のスプラッシユ・アウト金主ずる等、継目の
外観特性や耐腐食性が低下する。一方、錫量が１０００
ダ７ｍ２．ｐ、越えるときには、安価な容器素材を用い
るという本発明の目的を達成し石くなる。

本発明に用いる表面処理鋼板の１つのタイプのものは、
製缶用冷間圧延鋼板に、前述した錫量となるように電解
錫メッキ金行ない、最後にクロム酸処理、クロム酸／リ
ン酸処理、或いは電解クロム酸処理を行ない必要に応じ
リフロー処理を行なうことにより製造される。

ノーリフロー板（マット板）では錫メツキ層下部の錫−
鉄合金層の厚みは比較的小さく、リフロー板では錫メツ
キ層下部の錫−鉄合金層の厚みは比較的大きい。化学処
理で得られるクロム保護層は、クロム酸化物層（クロメ
ート層）単独から成るが、電解処理では下地金属クロム
層とクロム酸化物層との組合せから成る。

本発明に用いる表面処理鋼板の好適なタイプのものは、
錫メッキ層の下に一部ニッケル置換錫−鉄合金層を有す
る。このタイプのものは、冷間圧延鋼板の表面に少量の
ニッケルメッキを行い、これを焼鈍してニッケルを鋼板
表面に拡散させ、次いで前述したタイプのものと同様に
電解錫メッキ及びクロメート処理を行うことにより製造
される。

この場合、ニッケル目付量は３０乃至２００１９／ｍ２
の範囲が適当である。

表面処理鋼板の厚みは、一般に０．１乃至０．５鴎、特
に０．１４乃至０．３５ｍｍの範囲にあるのがよい。

塗膜 エポキシ−フェノール系塗料としては、ビスフェノール
Ａとエピハロヒドリンとのｉ縮合により得られたエポキ
シ樹脂と、各種フェノール類とホルムアルデヒドとをア
ルカリ触媒の存在下に縮合させて得られたレゾール型フ
ェノール樹脂との組合せが使用される。

Ｔピール強度特性（Ｔｏ、ＲＴ）が本発明の範囲内にあ
る溶接缶を製造するためには、エポキシ当量が４００乃
至５０００．特に７００乃至４０００の範囲にあるビス
フェノールｈａエポキシ樹脂を用いるのがよい。

また、同様の目的から、レゾール型フェノール樹脂とし
ては、多環多価フェノール全全フェノール類当り６０重
ｉチ以上、特に７０乃至９５重量％含有するフェノール
樹脂を用いるのがよい。多環多価フェノール類としては
、ビスフェノールＡ等のビスフェノール類が好ましい。

一方、多環多価フェノール以外の一価フエノール類とし
ては、ｐ−りｖゾール、ｐ−エチルフェノール、ｐ−ｔ
ｅｒｔブチルフェノール、２−５キシレノール等の２官
能フエノールが好適であるが、石炭酸、ｍ−クレゾール
、ｍ−エテルフェノール等の他の７エノール類も使用さ
れる。

レゾール型フェノール樹脂は、フェノール１モル当り１
モル以上、特に１．５乃至３モルのアルデヒド全周い、
アンモニア、水酸化マグネシウム等のアルカリ触媒を用
いて縮合させることにより製造される。

前述したレゾール型フェノール樹脂とエポキシ樹脂とは
、５：９５乃至３０：７０．特に１０：９０乃至２５ニ
ア５の重量比で組合せて塗料とするのがよい。塗膜の厚
みは、焼付後の状態で１乃至２０μｍ、特に３乃至１０
μｍの範囲となるように設けるのがよく、塗膜の焼付は
、２５０乃至１７０℃で３乃至２０分間の内から、塗料
に応じてＴピール強度特性値（Ｔｏ、ＲＴ）が前述した
範囲内となる条件金遣べばよい。尚、この塗膜は、表面
処理鋼板の缶用素材の内、重ね合せ継目となるべき部分
を隊いて全面に施こすようにする。

溶接缶の製法 本発明の溶接缶は、上述した塗装表面処理鋼板から成る
缶用素材を、円筒状に成形し、形成される重ね合せ部１
１気抵抗溶接することＫよシ製造される。電気抵抗溶接
は、重ね合せ部を上下一対の電極ローラ間に通過せしめ
るか、或いは電極ワイヤーを介して上下一対の電極ロー
ラー間に通過させ、通電することによ９行われる。この
際、特公昭６０−５８０９８号公報に記載されている通
シ、溶接操作を不活性雰囲気、例えばＮ２　＊　Ａｒ　
。

Ｎｏ　、　Ｈｅ中で行い、且つ溶接部の表面温度が５５
０℃に低下するまでの雰囲気を上記不活性雰囲気と　゛
することによシ、一層耐食性、保護被覆の密着性及び外
観特性に優れた継目の形成が可能となる。

得られる缶胴は、必要によシ一段或いは多段のネックイ
ン加工を行った後、フランジ加工及び缶蓋との二重巻締
加工を行って、乳性飲料、コーヒー飲料等に対する缶詰
用缶とする。上記缶胴Ｋｔｉ、所望によりマルチビード
加工、張出し加工等の加工を行っても差支えない。

（発明の効果） 本発明によれば、錫メツキ量の少ないブリキを使用しな
がら、塗膜下腐食の発生、特にネックイン加工部におけ
るシミ状腐食の発生ｒ防止し、低価格で耐腐食性及び保
存性に優れｆ′ｃ＃接缶を提供できた。

実施例１ ■　塗料の調整 エポキシ・フェノール系塗料はっぎのようにして調整し
た。ビスフェノールＡ１モルに対し１．５モルの割合で
３７チホルムアルデヒド水溶液を加え、塩基性触媒を加
えて９５℃で反応させた。その反応生成物を混合溶剤（
ケトン、アルコール、炭化水素系混合溶剤）で抽出し、
水で洗滌した後、共沸または沈降法により水を除去した
。

このようにして得られたレゾール型フェノール樹脂溶液
と、別に予めケトン、エステル、アルコール、炭化水素
等からなる混合溶剤ＶＣ溶解させて得うレるビスフェノ
ールＡ２とエピクロルヒドリンの縮合生成物であるエポ
キシ樹脂（エピコート１００９、シェル社製、数平均分
子量３７５ｏ、工ｙＷ＊シ”４計２７００　）溶液とを
、該フェノール樹脂と該エポキシ樹脂の重量比が２０　
：　８０になるように混合し、温度を１１０℃で３時間
予備線合し、固形公約３０％のエポキシ・フェノール系
塗料Ａを櫓５ ■　ブランクの製造 最上面のクロム系保護層１０　ｑ／ｍ２、その下に７０
０　ｍ９／ｍ２の錫メッキ層と５０〜／ｍ２のニッケル
層を有する５ｎ−ＮＩｙ’ツキ鋼板の板厚０．２０ａａ
＋。

ブランクスレングス２０６．４Ｘブランクハイド８０１
１ＩＡ（ｉ−用い、内面となるべき面にエポキシ・フェ
ノール系Ａ塗料を焼付後の膜厚が４μｍになるようにロ
ール塗装し、２００１１１：で１ｏ分間焼付しもう一方
の１缶の外面側になる面には、アクリル系塗膜を焼付後
のｉ厚が６μｍになるようにロール塗装し、１８０℃−
１０分間焼付し塗装板を得た。尚、内面、外面共に側面
接合部に対応する端縁に沿って、両面が幅２職にわたり
未塗装となっている。

■　鎗の製造 前記筐装板金丸めて常法により電気抵抗シーム溶接によ
り重ね合わせ部０．４＋＋ｗの溶接缶胴体を得た。又側
面接合部内面の補修は熱硬化性ビニル系塗料をスプレ一
方式の常法のフローコート法で焼付後の膜厚が３０μｍ
になるよう塗布しく塗布幅は約８　ｍ　）接合部は完全
に塗膜にょシカパーさせた。

この缶胴体をさらに両側、一段のネックイン加工を行な
い（２１１径、外径６５．８５ｍ−２０９径、外径６３
　ｗｍ　）次にフランジ加工及び缶蓋との二重巻締加工
を缶詰用缶とする。

０　実缶貯蔵試験及びＴピール強度測定。

缶胴に乳性飲料をヘッドスペース５■とって、８０℃の
液温にて充填し、金蓋全巻締めした。この缶詰を温度３
７℃で６週間貯蔵し、次いで開缶シタ後、缶内面の腐食
の程度を下記のランクで評価した。

評価 ０：全く腐食（シミ状腐食）が認められない。

１　：僅少に腐食が認められる。

２；軽度に腐食が認められる。

３：中程度に腐食が認められる。

４：缶全面にわたって可成り腐食が認められる。

５：缶全面にわたってひどく腐食が認められる。

得られた結果全第１表に示す。

又、Ｔピール強度を測定した結果を同様に第１表に示す
。Ｔピール強度は、前記■のブランクを５ＩａＩ幅に切
断し、試料片とする。この試料片を２枚用いて両試料片
の内面側にナイロン１１のフィルム（幅５　ｍ　）　ｆ
介して１組の中間試料とする。

これ全２００℃に加温されたホットプレスにて、１分間
の予備加熱そして３０秒間の圧力５に９７ｃｍ２の加熱
圧着金し、最終試料とする。この試料を９０℃の１％の
食塩水に浸漬し、一定期間保存し経時品の試料とする。

これらの試料を引張り試験材（オリエンチック、テンシ
ロンＵＴＭ−４Ｌ　）にてＴピール強度（ｋｖ５ｍ巾）
を測定した結果を第１表に示す。

比較例１ 実施例１において、前述したの塗料の調整以外は実施例
１と同様にして実缶貯蔵試験及びＴピール強度測定を行
ないその結果を第１表に示す。

比較例１の塗料は、実施例１と同様のレゾール凰フェノ
ール樹脂溶液とエポキシ樹脂溶液を用い、これら該フェ
ノール樹脂と該エポキシ樹脂の重量比が３５７６５にな
るように混合し、後は実施例１ト同様にしてエポキシ・
フェノール系塗料Ｂを得た。

比較例２ 比較例１と同様、実施例１の■塗料の調整以外は、実施
例１と同様である。

そして、比較例２の塗料は、実施例１と同様のレゾール
型フェノール樹脂溶液とエポキシ樹脂溶液を用い、これ
ら該フェノール樹脂と該エポキシ樹脂の重量比が５０１
５０になるように混合し、後は実施例１と同様にしてエ
ポキシ・フェノール系塗料Ｃを得た。この塗料Ｃ′”に
て、得られた実缶貯蔵試験及びＴピール強度測定の結果
を第１表に示すＯ 比較例３ 実施例１において、■ブランクの製造の白塗装順序を外
面側アクリル系塗料を先にして、後に内面側エポキシフ
ェノール系Ａ塗料を塗布する順序に行なう以外は実施例
１と同様にして、実缶貯蔵試験及びＴピール強度測定を
行ないその結果を第１表に示す。

−第　　１ 塗　　　料　　　　　　　　Ｐ／Ｅ 実施例１　　　エポキシ・フェノール系Ａ塗料　　　２
０／８０（内面先） 比較例１　　　エポキシ・フェノール系Ｂ塗料　　　３
５／６５（内面先） 比較例２　　エポキシ・フェノール系Ｃ＊料　　　５０
１５０（内面先） 比較例３　　エポキシ・フェノール系Ａｆｉ料　　　２
０／８０（内面後） 表− ９Ｈ５Ｅ験　　　　　　　Ｔピール強度（＋に９１５．
−）腐食評価　　直後　　１日　　　２日　　　Ｒ？０
〜１　　　　３．０　　　２．８　　　２．２　　７３
チ２〜３２．５　　　１．０　　　０．５　　２０チ５
　　　　０．５　　　０．２　　　０．１　　　２０チ
２　　　　２．５　　　２．０　　　１．０　　４０チ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の塗装溶接缶を示す斜視図であり、 第２−Ａ＠及び第２−８図は本発明に用いる塗装表面鋼
板の二側の断面図である。 １は塗装表面処理鋼板、２ｍ　、２ｂは重ね合せ用端部
、３は継目、４は保護樹脂被覆、１０は鋼基質、１１は
錫メッキ層、１２はクロム保屓層、１３は表面処理鋼板
、１４はエポキシ−フェノール系塗膜、１５は錫−鉄合
金層又は一部ニッケル＆Ｌ換錫−鉄合金層である・

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶接による側部継目を備えた缶詰用塗装溶接缶に
   おいて、 該溶接缶が（ｉ）最上面にクロム系保護層及びその下に
   薄い錫メッキ層を有する表面処理鋼板と、（ｉｉ）エポ
   キシ−フェノール系塗膜から成り且つ下記式Ｔ＿０≧２ 及び Ｒ＿Ｔ＝（Ｔ＿２／Ｔ＿０）×１００ 式中Ｔ＿０は上記塗膜を設けた表面処理鋼板の２枚をナ
   イロン１１のフィルムを介して熱融着により貼り合せた
   積層試料についての５ｍｍ巾当りのＴピール強度（ｋｇ
   ／５ｍｍ巾）を表わし、Ｔ＿２は上記試料を９０℃の０
   ．４％クエン酸水溶液に２日間浸漬した後での５ｍｍ巾
   当りのＴピール強度（ｋｇ／５ｍｍ巾）を表わす、 で定義されるＴピール強度保持率（Ｒ＿Ｔ）が５０％以
   上である保護塗膜とから成形されていることを特徴とす
   る缶詰用塗装溶接缶。
2. （２）表面処理鋼板がクロム基準で５乃至３０ｍｇ／ｍ
   ＾２のクロム保護層及び３００乃至１０００ｍｇ／ｍ＾
   ２の錫メッキ層を有する特許請求の範囲第１項記載の缶
   。
3. （３）表面処理鋼板が錫メッキ層の下に、錫−鉄合金層
   或いは一部ニッケル置換錫−鉄合金層を有する特許請求
   の範囲第１項記載の缶。
4. （４）保護塗膜が多環多価フェノールを全フェノール類
   当り６０重量％以上の量で含有するフェノール類から誘
   導されたレゾール型フェノール樹脂とエポキシ当量が４
   ００乃至５０００の範囲にあるビスフェノール型エポキ
   シ樹脂とから成るものである特許請求の範囲第１項記載
   の缶。
5. （５）レゾール型フェノール樹脂とエポキシ樹脂とが５
   ：９５乃至３０：７０の重量比で存在する特許請求の範
   囲第４項記載の缶。