JPS6335718B2

JPS6335718B2 -

Info

Publication number: JPS6335718B2
Application number: JP4378984A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Shimizu; Terunori Fujimoto; Tsuneo Inui; Masatoki Ishida
Original assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 1984-03-09
Filing date: 1984-03-09
Publication date: 1988-07-15
Also published as: JPS60190597A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、優れた溶接性、塗装性能、耐食性を
もつ溶接缶用表面処理鋼板及びその製造方法に関
する。より詳しくは鋼板表面上に第１層として金
層クロム、その上に第２層として錫又は錫・ニツ
ケル合金、更にその上に第３層としてクロム水和
酸化物（以下、その量を表わす場合はクロム換算
で示す）からなることを特徴とする電気抵抗によ
る溶接缶用表面処理鋼板及びその製造方法であ
る。従来、製缶用表面処理鋼板としては電気錫メツ
キ鋼板（以下、ブリキと呼ぶ）と金属クロム、ク
ロム水和酸化物の２層よりなる電解クロム酸処理
鋼板（以下、TFS−CTと呼ぶ）が一般的に多用
されている。このうち、ブリキはその優れた耐食
性、表面光沢、半田性、表面潤滑性、及び接触電
気抵抗が低く電気抵抗による溶接性が良好なこと
などの理由により、古くから缶用材料の主流とし
て半田性、DI缶（絞り加工としごき加工により
形成される缶）、溶接缶に最も多く使われてきた
が、メツキに使用される錫は年々高騰し、缶用材
料としては高価なものとなつてきた。一方、
TFS−CTはブリキより安価な材料として約20年
前に開発され、その後接着による製缶法の開発に
より、ブリキ代替の缶用材料として年々使用量が
増大して来ている。ところが、優れた耐食性、塗料密着性をもち接
着缶用材料として実積のあるTFS−CTを溶接缶
用材料として使用しようとした場合、塗装時（溶
接部には塗膜を付けない）の加熱によつて金属ク
ロム表面、及びクロム水和酸化物が電気抵抗の高
いクロム酸化物に変質するため表面皮膜を溶接前
に機械的研削などの手段で除去する必要があつ
た。溶接前に皮膜を除去することは、製缶コスト
上の不利ばかりでなく溶接部の耐食性の低下、除
去されたクロム粉の飛散による衛生上の問題があ
り、表面皮膜を除去することなく溶接できる溶接
缶用材料が強く望まれていた。そこで、TFS−CT系材料の溶接性を向上させ
る試みとして、例えば(1)鋼板表面に３〜40mg／m²
の金属クロム層、その上部に金属クロム換算で２
〜15mg／m²のクロム酸化物を主体とする非金属ク
ロム層をポーラス状にしたクロムメツキ鋼板（特
開昭55−31124）、(2)硫酸根、硝酸根、塩素イオン
等の陰イオンを意図的には添加しないクロム酸、
重クロム酸などを主成分とする水溶液中で片面当
り0.5〜30mg／m²の金属クロム、金属クロム換算
で２〜50mg／m²のクロム水和酸化物を主成分とす
るテインフリースチール（特開昭55−18542）、(3)
クロムめつき鋼板に20％以下の調質圧延を行うこ
とを特徴とするクロムメツキ鋼板（特開昭55−
48406）などが提案されている。これらのTFS−CTにおいて、溶接性向上を達
成するための技術思想は次のように説明されてい
る。即ち、上記引例(1)、(3)においては金属クロム層
自体が溶接開始直後の溶接電流通過を阻害してい
るので、鋼板表面上において素地鋼の露出面積を
多くするため、金属クロム目付量を少くしたり、
金属クロムの目付量の多い場合でも調質圧延によ
り鋼板に若干の伸びによる亀裂を与えるというも
のである。しかしながら、溶接性を向上させるた
め、単に金属クロム量を少くしたり、鋼板に伸び
を与えて金属クロム層に亀裂を生ぜしめたりする
ことは、それだけTFS−CTとしての耐食性の低
下がまぬがれ難いばかりでなく、TFS−CTを塗
装して使う場合には焼付加熱時に電気抵抗の高い
鉄酸化物が生成しやすくなり、溶接性は逆効果と
なるという問題点をかかえている。前述の引例(2)
においてもクロム水和酸化物層の質的改善による
金属クロム目付量の減少が可能となり、溶接性の
向上がもたらされたと述べられていることから技
術思想は引例(1)、(3)と同じであるが、いずれも塗
装加熱時に生成する電気抵抗の高いクロム酸化物
自体を抑制する必要があるとの観点に着目して溶
接性向上を試みようとしたものではない。一方、錫メツキ系の溶接缶用材料としては鋼板
表面に従来のブリキ錫目付量に比較して錫メツキ
量を少くした極薄錫メツキ系鋼板が知られてい
る。しかしながら、溶接缶用材料として使用され
るにあたり殆どの場合、塗装時に加熱されるため
低融点金属である錫は素地鋼と鉄・錫合金化を起
し易く、溶接性向上に寄与しているとされる錫の
減少は避けられないという問題を抱えていた、本
発明はこうした従来のTFS−CT系材料がもつ塗
装加熱時における電気抵抗の高いクロム酸化物の
生成の問題、又極薄錫メツキ系材料がもつ錫と素
地鋼が鉄・錫合金化し易いという問題を一挙に解
決した溶接缶用表面処理鋼板を提供するものであ
る。従来のTFS−CT系溶接缶用材料を塗装加熱後
に溶接製缶しようとすれば、表面皮膜を研削除去
しなければ商用的に満足な溶接はできないこと
は、既に述べたが、その原因として(1)金属クロム
表面に電気抵抗の高いクロム酸化物が生じる。(2)
クロム水和酸化物が加熱により脱水され、より電
気抵抗の高いクロム酸化物に変質する。(3)金属ク
ロム層に存在するメツキピンホールを通じて露出
している素地鋼表面に電気抵抗の高い鉄酸化物が
生じる。などが挙げられる。これら溶接性を低下
させる原因のうち(1)、(3)は特に大きいことが判つ
た。しかしながら、原因(1)は金属クロムの加熱に
よる電気抵抗の高いクロム酸化物の生成という金
属クロムの本質に由来するものであり、その解決
には多大な苦心を要したが、結局、金属クロム表
面に僅かな錫又は錫・ニツケル合金層を存在せし
めることにより金属クロム表面の酸化を大巾に抑
制できることを見い出した。更に、好都合なこと
は金属クロム上に錫又は錫・ニツケル合金層を施
そうとすれば必然的に金属クロム層のピンホール
を通じて露出している素地鋼表面上にも錫又は
錫・ニツケル合金が付着することとなり原因(3)の
解決にも効果的となる。更に、錫メツキ層又は錫・ニツケル合金層は下
層に金属クロムが介在することにより、素地鋼と
の合金化が著しく抑制され塗装加熱を受けた後
も、錫又は錫・ニツケル合金メツキ層自体のもつ
良好な溶接性を維持しているという利点をもつて
いるのであり、鋼板上に錫又は錫・ニツケル合金
メツキ層が直接施されている場合よりも、実際に
塗装加熱された後の溶接性において格段に優れて
いるのである。即ち、本発明は鋼板表面に30〜300mg／m²のク
ロムメツキ層と、該クロムメツキ層上に片面当り
10〜500mg／m²の錫メツキ層か又は錫・ニツケル
合金メツキ層と、更にその上にクロム換算で片面
当り２〜18mg／m²のクロム水和酸化物層が形成さ
れたことを特徴とする溶接缶用表面処理鋼板であ
る。前述10〜500mg／m²の錫・ニツケル合金メツ
キ層とはニツケルを20〜60重量％含有するもので
ある。尚、本発明でいう「錫・ニツケル合金」とは、
錫イオンとニツケルイオンを含むメツキ浴から陰
極電解によつて得られる錫とニツケルの共析物を
含めたものを意味しており、必ずしも化学量論に
基づいて特定の組成比をもつ錫・ニツケル合金
（例えば、NiSn、Ni₃Sn、Ni₃Sn₂、Ni₃Sn₄など）
だけを指しているものではない。通常、メツキに
よつて得られる共析物を含めて「合金」と称すこ
とも一般的に行われているので、ここでは合金と
いう表現を用いた。本発明の溶接缶用表面処理鋼板の実施におい
て、クロムメツキ層上に錫又は錫・ニツケル合金
層を均一に被覆し、且つクロム面へ良好に密着さ
せることは重要なことであるが、後述する方法に
よつて始めて本発明の溶接缶用表面処理鋼板が得
られる。従来から、クロムメツキ上に錫メツキをするこ
とは非常に困難とされ、例えば特公昭48−35136
号「クロム−錫二層メツキ方法」、あるいは特公
昭33−1455号「クロム及びクロム合金表面上への
各種金属の鍍金法」などにその方法が種々提案さ
れている。しかしながら上記の方法はいずれも本
発明における錫メツキの実施方法としては不適当
である。即ち、特公昭48−35136においては、錫
メツキ通電初期に高電流密度でストライクメツキ
をした後に通常の光沢電流密度で錫メツキを施す
というものであるが、ストライク電流密度で析出
する錫は暗灰色で樹枝状、毛状であると記載があ
るように、本発明のごとく錫量が極めて少い場合
には引き続き光沢電流密度による層を施してスト
ライクメツキ層を隠蔽することもできず不都合で
ある。又、特公昭33−1455号においては、苛性ア
ルカリ水溶液中で陽極処理するというものである
が、陽極処理により第１層のクロムメツキが溶解
すること、及び苛性アルカリではクロムメツキ表
面は充分活性化されず通常の錫メツキ浴を用いた
場合は錫の均一、且つ密着性のある析出は達成さ
れず、メツキ後にメツキ層は指で容易に擦りとら
れる状態であつた。本発明の溶接缶用表面処理鋼板は、こうした従
来のクロム−錫二層メツキ技術とは違う独自の方
法を見い出したことにより始めて得られたもので
ある。次に本発明について更に詳細に説明する。第１層である金属クロム量は片面当り30〜300
mg／m²と規定される。この金属クロム層は缶用材
料としての耐食性、素地鋼の酸化抑制による溶接
性向上の役割をもつており、30mg／m²未満ではこ
れらの特性の確保が難しくなる。金属クロム量は
多くなる程、上記特性及び素地鋼の酸化抑制効果
は向上する傾向をもつているが300mg／m²をこえ
ると、その効果は飽和するとともに、製造コスト
も高くなり、経済的でないので上限は300mg／m²
とされる。より好ましくは70〜150mg／m²である。第２層の錫又は錫・ニツケル合金メツキ層は片
面当り10〜500mg／m²と規定される。錫又は錫・
ニツケル合金メツキ量が10mg／m²未満になると、
本発明の主目的である溶接性の向上が達成されな
い。これは錫又は錫・ニツケル合金メツキが第１
層の金属クロムを充分に覆うことができないから
である。又、錫又は錫・ニツケル合金メツキ量が
500mg／m²をこえると溶接性の向上効果は飽和し
てしまいそれ以上多くしても製造コスト上不利に
なる。ここで、10〜500mg／m²の錫・ニツケル合
金メツキ層とは、ニツケルを20〜60重量％含有す
るものである。錫・ニツケル合金メツキとして安
定して得られるニツケル含有率は20〜60重量％で
あり、錫中にニツケルを共析させるに従い溶接性
は僅かではあるが低下するがこのような錫・ニツ
ケル合金メツキのものも下層に金属クロムを存在
させるという本発明独特の皮膜構成により従来の
TFS−CTに比較して格段に優れた溶接性をもつ
ている。又、魚肉、肉類のような蛋白質の多い食
品に対して、錫・ニツケル合金は極めて安定であ
り、従来のブリキにおいてしばしば見られる缶内
面のいわゆる硫化黒変を生じ難いという利点をも
つている。ニツケル含有率20〜60％を外れた範囲
の錫・ニツケル合金メツキでも本発明の目的とす
る諸特性は得られるが、メツキ条件とメツキ合金
組成比の関係が極めて不安定であり、メツキ浴の
管理及び引続き実施されるクロム水和酸化物生成
量が不安定となるなど工業的製品としては不適当
である。又、亜鉛を錫に共析させた錫・亜鉛合金
を上記錫・ニツケル合金の代りに施しても溶接性
を始めとする諸特性は得られるが、錫中に亜鉛を
共析させる方法はシアン化亜鉛浴など特殊な浴に
限定され、製造上不利である。錫メツキに引続き
ニツケルメツキを重ねるか、或いはその逆を行つ
ても錫とニツケルは拡散し易く、錫・ニツケル合
金を形成するが、製造工程が複雑となる。第３層のクロム水和酸化物は２〜18mg／m²に規
定される。この第３層の目的は従来のTFS−CT
におけるクロム水和酸化物の役割と同じであり、
第１、２層によつても完全に達成し得ないメツキ
ピンホールの封孔による耐食性の確保、及び塗装
性能の確保である。２mg／m²未満では溶接性は優
れているが耐食性、塗装性能が得られない。18
mg／m²をこえると耐食性、塗装性能は良好である
が溶接性が低下するので18mg／m²以下とする。よ
り好ましくは４〜12mg／m²である。本発明の実施にあたつては、まず鋼板表面を公
知の方法により脱脂、酸洗した後、無水クロム酸
を主体としメツキ助剤として少量の硫酸、硫酸
塩、弗酸、弗化物、硅弗化物、硼弗化物のうちの
１種又はそれ以上を含む公知のクロムメツキ浴
（又は電解クロム酸処理浴とも呼ばれる）中で鋼
板を陰極として第１層である30〜300mg／m²の金
属クロム層を得る。この第１層である金属クロム
層上にはクロム析出過程の中間還元生成物である
クロム水和酸化物が必ず形成される。このクロム
水和酸化物は、第２層である錫又は錫・ニツケル
合金メツキの金属クロム面への均一被覆性や密着
性を阻害するので極力少くなるようクロムメツキ
条件を選定しておく必要があるが、公知のクロム
メツキ技術においてクロム水和酸化物の生成を少
くするメツキ条件は経験上次のことが良く知られ
ており実施も容易である。 (1) 無水クロム酸濃度：通常のクロムメツキは50
〜300ｇ／で行われているが、80〜300ｇ／
のように濃度は高目の方がクロム水和酸化物の
生成は少い傾向にある。 (2) 助剤種類、濃度：代表的なものとして硫酸が
ある。弗酸、硅弗酸、硼弗酸やそれらのアルカ
リ金属塩の単独又は硫酸との併用添加も行われ
る。一般に弗素系の助剤の方が硫酸系の助剤よ
りもクロム水和酸化物の生成を少くする傾向が
ある。助剤の量は、その種類により若干異なつ
てくるが、クロム酸濃度の１〜５重量％程度で
ある。 (3) 浴温度：通常30〜60℃で行われているが、50
〜60℃と高目にした方がクロム水和酸化物の生
成は少い傾向にある。 (4) 陰極電流密度：通常10〜100A／ｄm²で行わ
れるが30〜100A／ｄm²と高目の方がクロム水
和酸化物の生成は少い傾向にある。以上述べた公知のクロムメツキ技術においてク
ロム水和酸化物の生成が少くなる条件を選定する
ことにより、更に必要に応じてクロムメツキ通電
終了時に同浴中で数秒間浸漬保持することによ
り、クロム水和酸化物は直ちに一部溶解するの
で、クロム水和酸化物量を３〜10mg／m²程度にす
ることは容易であり、このようにして本発明の第
１層のクロムメツキが施される。第１層のクロムメツキに引き続き、第２層であ
る10〜500mg／m²の錫又は錫・ニツケル合金メツ
キが施される。この錫又は錫・ニツケル合金メツ
キを施すにあたり、クロムメツキ後に表面に残留
しているクロム水和酸化物が多いと、錫又は錫・
ニツケル合金メツキの均一被覆、クロム面への密
着性を阻害し少量の錫又は錫・ニツケル合金メツ
キ層による溶接性向上効果が達成できないので少
くする必要があることは既に述べたが、クロム水
和酸化物量として３〜10mg／m²存在していても第
２層の錫又は錫・ニツケル合金メツキは以下に述
べる方法により充分実施できる。まず、第２層の錫メツキ層を施す方法として
は、ブリキ製造に使用されている公知の錫メツキ
浴において錫イオン濃度を通常使用されている濃
度の約1/3以下に選定することを特徴としている。
即ち、錫メツキ浴として酸濃度、添加剤の種類、
役割など基本的には公知の錫メツキ浴である硫酸
第一錫浴、塩化第一錫浴などと同じであるが、錫
イオン濃度を下げることにより錫析出電流効率を
約60％以下とする方法である。このように、電流
効率を下げることによりクロムメツキ表面におけ
る水素発生が激しくなり、クロム水和酸化物は剥
離してクロムメツキ表面は著しく活性化されるこ
とにより錫の良好な表面外観及び均一被覆が達成
されたと推定される。例えば、硫酸第一錫浴の場
合は通常錫イオン濃度として20〜30ｇ／以上で
使用されているがクロムメツキ上に本浴を適用す
るに際しては錫濃度を10ｇ／以下とすることに
より実施でき、メツキ条件としては例えば下記の
通りである。硫酸第１錫２〜10ｇ／（錫イオン濃度として）フエノールスルフオン酸（60％液として）
10〜30ｇ／エトキシ化αナフトールスルフオン酸又はエトキ
シ化αナフトール２〜８ｇ／ PH 0.5〜1.5 浴温度 30〜60℃ 陰極電流密度３〜20A／ｄm² 又、塩化第一錫浴の例として塩化第一錫２〜10ｇ／（錫イオン濃度として）弗化ナトリウム 20〜30ｇ／塩化ナトリウム 40〜50ｇ／ゼラチン 0.5〜３ｇ／ PH ２〜３浴温度 50〜60℃ 電流密度３〜50A／ｄm² 第１層のクロムメツキ上に特にクロム水和酸化
物を除去することなく、錫メツキを施す方法とし
て特に重要なことは、PH0.5〜３の酸性錫メツキ
浴中において、錫イオン濃度を２〜10ｇ／とす
ることである。その他の浴条件である硫酸、フエ
ノールスルフオン酸などの酸度調整、エトキシ化
α−ナフトールスルフオン酸、β−ナフトールな
どの添加剤種類は公知の酸性錫メツキ浴と同じで
あり、特に規定しない。錫イオン濃度は先述のよ
うに通常の錫メツキ浴の約1/3以下とされ、10
ｇ／以下で均一且つ密着性のある錫メツキ層が
得られる。２ｇ／未満では錫析出電流効率が極
端に悪くなり実用的でない。PHは３以下であれ
ば、酸によるクロム表面の活性化が達成され良好
な錫メツキが得られるが、より好ましくはPH２以
下とされる。PH0.5未満ではクロム表面が活性と
なり過ぎるためか若干のクロム溶解を生じるので
不都合である。上記のような錫メツキ浴組成、条
件によりクロムメツキ上でも容易に錫層を均一に
被覆させることができるが、この錫メツキを施す
前にクロムメツキ直後のクロム面上に生成してい
るクロム水和酸化物を除去しておけば錫メツキ層
をさらに均一に被覆させうることは勿論である。
クロムメツキ上のクロム水和酸化物を除去する条
件としては温酸性溶液中での陰極電解が最も効果
的である。即ち、PH0.5〜２の硫酸、塩酸、及び
硫酸と塩酸の水溶液中において、温度30〜70℃、
陰極電流密度２〜50A／ｄm²、処理時間0.5〜５
秒で実施される。第１層のクロムメツキを施した後、クロムメツ
キ表面に不可避的に生成しているクロム水和酸化
物を除去し、引き続き行われるメツキを良好にさ
せる方法としては、前述の特公昭33−1455号に提
案されているように熱アルカリ水溶液中で浸漬、
又は陽極電解する方法などあるが、本発明の溶接
缶用表面処理鋼板の製造においては前述の温酸性
水溶液中における陰極電解法が最も効果的であり
作業性も良いことを見い出した。本方法において
は硫酸、塩酸などの強酸が使用されPHは0.5〜２
に調整する必要がある。PHが0.5未満になつても、
クロム水和酸化物の除去という観点からは効果的
であるが、酸の作用により金属クロムの溶解が生
じやすくなるから不都合である。又、PHが２をこ
えると除去効果を得るのに時間を要するばかりで
得策でない。温度が30℃未満では除去効果を得る
のに時間を要し実用的でない。又、温度が70℃を
こえると金属クロムの溶解が生じやすくなる。こ
のような温酸性溶液中で最も効果的な陰極電解条
件は電流密度２〜50A／ｄm²、時間0.5〜５秒と
規定される。電流密度、時間とも下限条件以下で
はクロム水和酸化物の除去効果が不充分となる。
電流密度は行くなるほど、効果は著しくなるが飽
和してしまい50A／ｄm²以上は必要ない。又、時
間も長くなるほど除去効果は大きくなるが、５秒
以上では金属クロムの溶解が生じ易くなり実用的
でない。上記のような条件でクロムメツキ上のクロム水
和酸化物を除去した場合は、引き続き行われる錫
メツキ条件は錫イオン濃度を下げるなど条件を特
に選定する必要はなく、公知の硫酸第一錫浴、塩
化第一錫浴などがそのまま使用される。例えば、
硫酸第１錫浴としては硫酸第一錫 30ｇ／（錫イオン濃度として）フエノールスルフオン酸（60％液として）
30ｇ／エトキシ化αナフトールスルフオン酸又はエトキ
シ化αナフトール６ｇ／浴温度 30〜60℃ 陰極電流密度２〜30A／ｄm² 塩化第一錫浴としては、塩化第一錫 30ｇ／弗化ナトリウム 30ｇ／塩化ナトリウム 50ｇ／ゼラチン３ｇ／浴温度 50〜60℃ 電流密度２〜50A／ｄm² などが使用される。次に、第２層として錫・ニツケル合金を施す場
合は公知のピロリン酸塩系、塩化物系、弗化物系
錫・ニツケル合金メツキ浴が使用されるが、この
場合メツキに先立ちクロム水和酸化物を必ずしも
除去しておく必要はない。ピロリン酸塩系メツキ
浴として例えば、塩化第一錫２〜40ｇ／（錫イオン濃度として）塩化ニツケル
４〜20ｇ／（ニツケルイオン濃度として）グリシン 10〜30ｇ／ピロリン酸カリウム 80〜200ｇ／ PH ８〜10 浴温度 40〜60℃ 電流密度１〜30A／ｄm² 上記のようなPH８〜10のアルカリ性錫・ニツケ
ル合金メツキ浴において錫イオン／ニツケルイオ
ン濃度比を0.1〜３とすることによりニツケル含
有率20〜60重量％の錫・ニツケル合金メツキが得
られる。錫イオン・ニツケルイオン濃度の下限未
満では析出電流効率が極端に低下すること、又上
限濃度を越えるとメツキ液のすくい出し中に含ま
れる錫、ニツケルの損失が大きくなり実用的でな
い。塩化物系メツキ浴としては、塩化第一錫２〜70ｇ／（錫イオン濃度として）塩化ニツケル
４〜80ｇ／（ニツケルイオン濃度として）エチレングリコール 30〜100ｇ／塩酸（37％） 20〜60ｇ／ PH 0.5〜３浴温度 30〜60℃ 電流密度１〜30A／ｄm² 上記のようなPH0.5〜３の酸性錫・ニツケル合
金メツキ浴においては錫イオン／ニツケルイオン
濃度比を0.1〜0.8とすることによりニツケル含有
率20〜60重量％の錫・ニツケル合金メツキが得ら
れる。アルカリ浴の場合と同じように、錫イオ
ン、ニツケルイオン濃度の下限未満では析出電流
効率が極端に低下すること、又上限濃度を越える
とメツキ液のすくい出し中に含まれる錫、ニツケ
ルの損失が大きくなり実用的でない。アルカリ
浴、酸性浴ともにPH調整剤、添加剤は公知の浴と
同じであり、特に規定しない。以上述べた浴組成、条件によりNi含有率20〜
60重量％の錫・ニツケル合金メツキを得ることが
できる。Ni含有率として20〜60重量％を外れた
錫・ニツケル合金メツキ組成のものも、浴組成、
電解条件を選定することにより得られるが、先に
例として挙げた公知のピロリン酸塩浴、塩化物浴
の錫イオン／ニツケルイオン濃度比を変えること
により安定して得られるNi含有率はおおむね20
〜60重量％であり、本発明の第２層である錫・ニ
ツケル合金メツキ層も容易に実施できる。第３層のクロム水和酸化物は、通常のクロメー
ト処理法が使用される。例えば、クロム酸、重ク
ロム酸塩（重クロム酸ソーダ、重クロム酸カリ、
重クロム酸アンモン）などの水溶液中で陰極電解
することにより形成される。なお、上記の浴にお
いてクロム水和酸化物の析出効率の向上のため、
少量の硫酸、弗化物など通常クロムメツキで使わ
れている助剤を加えることもできるが、この場合
同時に金属クロムも析出しやすくなり、溶接性向
上には逆効果となるので添加量、電流密度を下げ
るなど条件を選定し、金属クロムの析出を防ぐ必
要がある。クロム酸、重クロム酸塩を使用し、助剤を全く
添加しない場合は、Cr⁺⁶濃度５〜30ｇ／、温度
30〜70℃、陰極電流密度１〜20A／ｄm²、電気量
１〜40ク−ロン／ｄm²で処理される。クロム酸を
使用し助剤を添加する場合はCrO₃濃度10〜50
ｇ／、助剤はクロム酸濃度に対し0.2〜１重量
％、温度30〜60℃、陰極電流密度１〜10A／ｄ
m²、電気量１〜20c／ｄm²で処理される。以上説明したように本発明の溶接缶用表面処理
鋼板は、従来のTFS−CTよりはるかに優れた溶
接性をもつものであるが、溶接性以外の特性、即
ち耐食性、塗装性能、表面色調もTFS−CTと同
じように優れており、溶接缶以外の用途である缶
蓋、DRD缶（二回絞り法による成形缶）、セメン
トサイドシーム缶などにも充分使用できる。以下、実施例により本発明を詳細に説明する。実施例通常の方法で脱脂（NaOH70ｇ／、温度80
℃、電流密度5A／ｄm²、時間５秒）、酸洗
（H₂SO₄70ｇ／、温度25℃、５秒間浸漬）され
た鋼板（厚さ0.22mm）を用いて行つた。第１層
（金属クロム）の形成、クロム水和酸化物の除去、
第２層（錫、又は錫・ニツケル合金）、第３層
（クロム水和酸化物）の形成は第１表に示す処理
条件で実施し、第２表にそれらの特性評価結果を
示す。

【表】

【表】実施例１、２は第１層のクロムメツキ後にクロ
ム水和酸化物を除去せずに第２層の錫メツキを施
したものであり、錫イオン濃度を通常浴の約1/3
以下にした浴を使用したものである。実施例３、
４はクロム水和酸化物を温酸性水溶液中での陰極
電解により除去後に錫メツキを通常浴で施したも
のである。実施例５、６、７は第２層として錫・
ニツケル合金メツキを施したものであるが、この
ようにニツケルを含有させても良好な特性を示
し、いずれの実施例も従来のTFS−CTである比
較例１よりも格段に優れた溶接性を示している。
比較例２は、第１層の金属クロムがない場合であ
るが、溶接性は、第１層に金属クロムがあるいず
れの実施例よりもはるかに劣つている。比較例３
は皮膜構成順を逆転させ第１層を錫メツキ、第２
層を金属クロムとしたものであるが、溶接性は実
施例よりはるかに悪く、第１層が金属クロム、第
２層が錫としなければならないとする本発明の特
徴が良く理解される。第２表に示した特性評価の試験方法を次に説明
する。 (1) 溶接性試験溶接性は、均一なナゲツト形成及び充分な溶
接強度を得るのに必要な電流下限と素地鋼板の
一部が溶解飛散（スプラツシユ発生）してしま
う電流上限の差より求めた適正溶接電流範囲の
大小によつて表わされ、この範囲が大きいほど
溶接性が良好とされている。この適正溶接電流
範囲は溶接缶用材料鋼板を２枚重ねした時の接
触電気抵抗値と良い相関があり、（例えば、鉄
鋼協会第106回講演大会講演番号507、1983年、
13号、69巻）接触電気抵抗が低いほど適正溶接
電流範囲は大きい。そこで、本発明の溶接缶用
表面処理鋼板の溶接性試験としてこの接触電気
抵抗値測定を実施した。この接触電気抵抗値は以下に述べる方法によ
り測定した。それぞれの円周が１点で接触する
ように対置した２つの銅製円盤電極（直径65
mm、厚さ２mm）の接触部位に２枚重ねした試料
板（20mm×100mm）を挾み電極間を50Kgの荷重
で加圧する。２つの円盤電極間に5Aの直流電
流を流し周速５ｍ／minで回転させて試料板を
移動させながら電極間の電圧を測定し、接触電
気抵抗値（単位：ミリオーム）を求めた。尚、
試料板はすべて210℃で20分間の加熱処理を施
してから測定に供した。 (2) 塗装後耐食性試験試料にエポキシ・フエノール系内面塗料を60
mg／ｄm²塗布し、210℃で12分間焼付けた後、
鋭利な刃物で塗膜面から素地鋼板に達する疵を
十文字に入れ、これを1.5％クエン酸−1.5％食
塩からなる腐食液中に浸漬して50℃で７日間経
時させた後にセロフアンテープで疵部付近の塗
膜を剥離して、腐食巾を含む腐食状態を下記の
五段階法により評価した。５：著しく良好、４：良好、３：やや劣る、
２：劣る、１：著しく劣る (3) 塗料密着性試験塗装後耐食性試験と同じ方法で塗装焼付した
試料を直径80mmの円板に打ち抜き、絞り比２で
カツプに絞り、カツプの外面側壁部塗膜をセロ
フアンテープにより剥離して、下記五段階法に
より評価した。５：剥離なし、４：僅かに剥離、３：少し剥
離、２：ほとんど剥離、１：全面剥離。

Claims

【特許請求の範囲】１鋼板表面に片面当り30〜300mg／m²のクロム
メツキ層と、該クロムメツキ層上に片面当り10〜
500mg／m²の錫メツキ層か又はニツケル含有率20
〜60重量％の錫・ニツケル合金メツキ層と、更に
その上にクロム換算で片面当り２〜18mg／m²のク
ロム水和酸化物層が形成されたことを特徴とする
溶接缶用表面処理鋼板。２鋼板表面に片面当り30〜300mg／m²のクロム
メツキを施した後、PH0.5〜２の硫酸、塩酸、及
び硫酸と塩酸の水溶液中において温度30〜70℃、
陰極電流密度２〜50A／ｄm²で0.5〜５秒間処理
してクロムメツキ表面に残存しているクロム水和
酸化物を除去し、次に片面当り10〜500mg／m²の
錫メツキか又はニツケル含有率20〜60重量％の
錫・ニツケル合金メツキを施し、更にクロム換算
で２〜18mg／m²のクロム水和酸化物を形成させる
ことを特徴とする溶接缶用表面処理鋼板の製造方
法。３鋼板表面に片面当り30〜300mg／m²のクロム
メツキを施した後、錫イオン濃度２〜10ｇ／を
含むPH0.5〜３の酸性錫メツキ浴を使つて10〜500
mg／m²の錫メツキを施すか、又は錫イオン濃度２
〜40ｇ／、ニツケルイオン濃度４〜20ｇ／を
含み錫イオン／ニツケルイオン濃度比0.1〜３で
あるPH８〜10のアルカリ性錫・ニツケル合金メツ
キ浴もしくは錫イオン濃度２〜70ｇ／、ニツケ
ルイオン濃度４〜80ｇ／を含み錫イオン／ニツ
ケルイオン濃度比0.1〜0.8であるPH0.5〜３の酸性
錫・ニツケル合金メツキ浴を使つて10〜500mg／
m²のニツケル含有率20〜60重量％錫・ニツケル合
金メツキを施し、更にクロム換算で２〜18mg／m²
のクロム水和酸化物を形成させることを特徴とす
る溶接缶用表面処理鋼板の製造方法。