JPWO2007111354A1 - 容器用鋼板 - Google Patents

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Abstract

この容器用鋼板は、その鋼板表面に、Niを5mg/m2〜150mg/m2含むNiめっき層、またはNiを5mg/m2〜150mg/m2含むFe−Ni合金めっき層が形成され;前記Niめっき層、またはFe−Ni合金めっき層の上に300mg/m2〜3000mg/m2のSnめっきが施され;溶融溶錫処理により、前記Niめっき層、またはFe−Ni合金めっき層の一部または全部と前記Snめっきの一部が合金化されて金属Snめっき層が一部残存し;前記合金Snめっきおよび残存金属Snめっき層の上層に、金属Zr量で1mg/m2〜500mg/m2のZr皮膜、P量で0.1mg/m2〜100mg/m2のリン酸皮膜、C量で0.1mg/m2〜100mg/m2のフェノール樹脂皮膜のうち、2種以上が付与されている。

Description

本発明は、製缶加工用素材として、特に、絞りしごき加工、溶接性、耐食性、塗料密着性、フィルム密着性に優れた容器用鋼板に関する。
本出願は、特願2006−091353号と、特願2007−069262号とを基礎出願とし、その内容を取り込む。
飲料や食品に用いられる金属容器は、2ピース缶と3ピース缶とに大別される。DI缶に代表される2ピース缶では、絞りしごき加工が行われた後、缶内面側に塗装が行われるとともに缶外面側に塗装及び印刷が行われる。また、3ピース缶では、缶内面に相当する面に塗装が行われるとともに缶外面側に相当する面に印刷が行われた後、缶胴部の溶接が行われる。
何れの缶種においても、製缶前後に塗装工程を行うことが不可欠となる。塗装には、溶剤系もしくは水系の塗料が使用され、その後、焼付けが行われる。この塗装工程においては、塗料に起因する廃棄物(廃溶剤等)が産業廃棄物として排出され、排ガス(主に炭酸ガス)が大気に放出される。近年、地球環境保全を目的とし、これら産業廃棄物や排ガスを低減しようとする取組みが行われている。この中で、塗装に代わるものとして、フィルムをラミネートする技術が注目され、急速に広まってきた。
これまでに、2ピース缶においては、フィルムをラミネートして製缶する缶の製造方法やこれに関連する発明が多数提供されている。例えば、絞りしごき罐の製造方法について、特許文献1に開示されている。また、絞りしごき罐について、例えば特許文献2に開示されている。また、薄肉化深絞り缶の製造方法について、例えば特許文献3に開示されている。また、絞りしごき罐用被覆鋼板について、特許文献4に開示されている。
また、3ピース缶においては、スリーピース缶用フィルム積層鋼帯およびその製造方法が例えば特許文献5に開示されている。また、缶外面に多層有機皮膜を有するスリーピース缶用鋼板について、例えば特許文献6に開示されている。また、ストライプ状の多層有機皮膜を有すスリーピース缶用鋼板について、例えば特許文献7参照に開示されている。また、3ピース缶ストライプラミネート鋼板の製造方法について、例えば特許文献8に開示されている。
一方、ラミネートフィルムの下地に用いられる鋼板には、多くの場合、電解クロメート処理を施したクロメート皮膜が用いられる。クロメート被膜は、2層構造を有し、金属Cr層の上層に水和酸化Cr層が存在している。従って、ラミネートフィルム(接着剤付きのフィルムであれば接着層)は、クロメート皮膜の水和酸化Cr層を介して鋼板との密着性を確保している。この密着性発現の機構についての詳細は明らかにされていないが、水和酸化Crの水酸基とラミネートフィルムのカルボニル基あるいはエステル基などの官能基との水素結合であると言われている。
上記の発明は、確かに、地球環境の保全を大きく前進せしめる効果が得られるが、その一方で、近年、飲料容器市場では、PETボトル、瓶、紙等の素材との間でのコスト並びに品質の競争が激化しており、上記のラミネート容器用鋼板に対しても、従来技術である塗装用途に対して、優れた密着性、耐食性を確保した上で、より優れた製缶加工性、特に、フィルム密着性、加工フィルム密着性、耐食性などが求められるようになった。
特許第1571783号公報 特許第1670957号公報 特開平2−263523号公報 特許第1601937号公報 特開平3−236954号公報 特開平3−113494号公報 特開平5−111979号公報 特開平5−147181号公報
本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、優れた密着性、耐食性、溶接性を確保した上で、より優れた製缶加工性を備えた、溶接性、製缶加工性、外観に優れた容器用鋼板を提供することにある。
本発明者等は、クロメート皮膜に代わる新たな被膜としてZr皮膜の活用を鋭意検討した結果、Zr皮膜あるいはZr皮膜にリン酸皮膜やフェノール樹脂皮膜を複合したZr皮膜が、塗装あるいはラミネートフィルムと非常に強力な共有結合を形成し、従来のクロメート被膜以上の優れた製缶加工性が得られることを知見し、以下に示す本発明に至った。
(1)鋼板表面に、Niを5mg/m2〜150mg/m2含むNiめっき層、またはNiを5mg/m2〜150mg/m2含むFe−Ni合金めっき層が形成され;前記Niめっき層、またはFe−Ni合金めっき層の上に300mg/m2〜3000mg/m2のSnめっきが施され;溶融溶錫処理により、前記Niめっき層、またはFe−Ni合金めっき層の一部または全部と前記Snめっきの一部が合金化されて金属Snめっき層が一部残存し;前記合金Snめっきおよび残存金属Snめっき層の上層に、金属Zr量で1mg/m2〜500mg/m2のZr皮膜、P量で0.1mg/m2〜100mg/m2のリン酸皮膜、C量で0.1mg/m2〜100mg/m2のフェノール樹脂皮膜のうち、2種以上が付与されている容器用鋼板。
(2)鋼板表面に、Niを5mg/m2〜150mg/m2含むNiめっき層、またはNiを5mg/m2〜150mg/m2含むFe−Ni合金めっき層が形成され;前記Niめっき層、またはFe−Ni合金めっき層の上に300mg/m2〜3000mg/m2のSnめっきが施され;溶融溶錫処理により、前記Niめっき層、またはFe−Ni合金めっき層の一部または全部と前記Snめっきの一部が合金化されて金属Snめっき層が一部残存し;前記合金Snめっきおよび残存金属Snめっき層の上層に、金属Zr量で1mg/m2〜15mg/m2のZr皮膜、P量で0.1mg/m2〜15mg/m2のリン酸皮膜、C量で0.1mg/m2〜15mg/m2のフェノール樹脂皮膜のうち、2種以上が付与されている容器用鋼板。
(3)鋼板表面に、Niを5mg/m2〜150mg/m2含むNiめっき層、またはNiを5mg/m2〜150mg/m2含むFe−Ni合金めっき層が形成され;前記Niめっき層、またはFe−Ni合金めっき層の上に300mg/m2〜3000mg/m2のSnめっきが施され;溶融溶錫処理により、前記Niめっき層、またはFe−Ni合金めっき層の一部または全部と前記Snめっきの一部が合金化されて金属Snめっき層が一部残存し;前記合金Snめっきおよび残存金属Snめっき層の上層に、金属Zr量で1mg/m2〜9mg/m2のZr皮膜、P量で0.1mg/m2〜8mg/m2のリン酸皮膜、C量で0.1mg/m2〜8mg/m2のフェノール樹脂皮膜のうち、2種以上が付与されている容器用鋼板。
(4)鋼板表面に、560mg/m2〜5600mg/m2のSnめっき層が施され;溶融溶錫処理により、前記Snめっき層の一部が合金化せしめられ;合金化された前記Snめっき層の上層に、金属Zr量で1mg/m2〜500mg/m2のZr皮膜、P量で0.1mg/m2〜100mg/m2のリン酸皮膜、C量で0.1mg/m2〜100mg/m2のフェノール樹脂皮膜のうち、2種以上が付与されている容器用鋼板。
(5)鋼板表面に、560mg/m2〜5600mg/m2のSnめっき層が施され;溶融溶錫処理により、前記Snめっき層の一部が合金化せしめられ;合金化された前記Snめっき層の上層に、金属Zr量で1mg/m2〜15mg/m2のZr皮膜、P量で0.1mg/m2〜15mg/m2のリン酸皮膜、C量で0.1mg/m2〜15mg/m2のフェノール樹脂皮膜のうち、2種以上が付与されている容器用鋼板。
(6)鋼板表面に、560mg/m2〜5600mg/m2 のSnめっき層が施され;溶融溶錫処理により、前記Snめっき層の一部が合金化せしめられ;合金化された前記Snめっき層の上層に金属Zr量で1mg/m2〜9mg/m2のZr皮膜、P量で0.1mg/m2〜8mg/m2のリン酸皮膜、C量で0.1mg/m2〜8mg/m2のフェノール樹脂皮膜のうち、2種以上が付与されている容器用鋼板。
(7)上記(1)〜(6)のうち何れか1項に記載の容器用鋼板において、陰極電解処理により、Zr皮膜、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜のうち、2種以上が形成されていてもよい。
(8)上記(1)〜(6)のうち何れか1項に記載の容器用鋼板において、陰極電解処理により、Zr皮膜、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜の3種が形成されていてもよい。
(9)上記(7)又は(8)に記載の容器用鋼板において、前記陰極電解処理が、酸性溶液あるいはタンニン酸を含んだ酸性溶液中で行われてもよい。
本発明の容器用鋼板は、優れた絞りしごき加工、溶接性、耐食性、塗料密着性、フィルム密着性、外観を有する。
溶接性、製缶加工性、外観に優れた本発明の容器用鋼板の実施形態について、以下に詳細に説明する。
本発明で用いられる原板は、特に限定されるものではなく、通常、容器材料として使用される鋼板を用いる。この原板の製造法、材質なども特に限定されるものではなく、通常の鋼片製造工程から熱間圧延、酸先、冷間圧延、焼鈍、調質圧延等の工程を経て製造される。鋼板表面には、金属表面処理層が付与されるが、その付与方法については特に限定されるものではなく、例えば、電気めっき法や真空蒸着法やスパッタリング法などの公知技術を用いてもよく、さらには拡散層を付与するための加熱処理と組み合わせてもよい。
本実施形態では、金属表面処理層の一形態として、鋼板表面にNiを5mg/m2〜150mg/m2含むNiめっき層、またはNiを5mg/m2〜150mg含むFe−Ni合金めっき層が形成され、さらにその上に300mg/m2〜3000mg/m2 のSnめっきが施され、溶融溶錫処理により、一部または全部の下地Ni層とSnめっき層の一部とが合金化せしめられ、金属Snめっき層が一部残存する。
鋼板にNiまたはFe−Ni合金めっきのNi系めっきを行い、Ni系めっき層を付与する目的は、耐食性の確保にある。Niは高耐食金属のため、鋼板表面にNiをめっきすることにより、溶融溶錫処理時に形成される合金層の耐食性を向上させることが出来る。Niによる合金層の耐食性向上効果は、めっきされるNi量が5mg/m2以上から発現し始めることから、Ni量は5mg/m2 以上必要である。Ni量が多くなるにつれて、合金層の耐食性向上効果は増加する。しかし、このNi量が150mg/m2を超えると、その向上効果は飽和する。また、Niは高価な金属であることから、150mg/m2以上のNiをめっきすることは経済的にも不利である。従って、Ni量は5mg/m2〜150mg/m2にする必要がある。
また、Ni拡散層を形成させる場合は、Niめっきをした後に、焼鈍炉で拡散処理が行われ、Ni拡散層が形成されるが、Ni拡散処理の前後或いは同時に窒化処理を行っても、本発明における、Ni系めっき層としてのNiの効果及び窒化処理層の効果を奏することができる。Niめっき及びFe−Ni合金めっきの方法については、一般的に電気めっき法によって行われている公知の方法を用いるようにしてもよい。
Ni系めっきの後に、Snめっきが行われる。ここでいうSnめっきとは、金属Snを用いためっきであるが、不可避的不純物が混入する場合があり、微量元素が添加される場合もある。Snめっきの方法については、特に限定されるものではなく、公知の電気めっき法や溶融したSnに浸漬してめっきする方法等を用いれば良い。Snめっきの目的は、耐食性と溶接性の確保にある。Snはそれ自体が高い耐食性を有していることから、金属Snとしても、また、次に述べる溶融溶錫処理によって形成される合金Snとしても、優れた耐食性を発揮する。このSnの優れた耐食性は、300mg/m2以上から顕著に向上し、Snめっき量が多くなるにつれて、耐食性は向上するが、3000mg/m2以上になるとその効果は飽和する。従って、経済的な観点からSnのめっき量は3000mg/m2以下にすることが望ましい。
また、電気抵抗の低いSnは軟らかく、溶接時に電極間でSnが加圧されることにより広がり、安定した通電域を確保できることから、特に優れた溶接性を発揮する。この優れた溶接性は、金属Sn量として100mg/m2以上あれば発揮される。また、本発明のSnめっき量の範囲であれば、金属Sn量の上限量を規定する必要はない。したがって、上記2点を考慮し、Snめっき量を300mg/m2〜3000mg/m2の範囲に限定した。
Snめっき後には、溶融溶錫処理が行われる。溶融溶錫処理を行う目的は、Snを溶融し、下地鋼板や下地金属と合金化させ、Sn−FeまたはSn−Fe−Ni合金層を形成させ、合金層の耐食性を向上せしめるとともに、金属Snを一部残存させることにある。金属錫の残存形態としては、島状、プール状、ストライプ状等の種々の形態がある。この溶融溶錫処理を制御することにより金属Snを一部残存せしめ、塗料及びフィルム密着性の優れたSn−NiまたはFe−Ni−Sn合金めっき層が一部露出するめっき構造を有する鋼板を得ることができる。
また、本発明の金属表面処理層における他の形態としては、鋼板表面に560mg/m2〜5600mg/m2のSnめっきを施し、溶融溶錫処理により、Snめっき層の一部を合金化させたものがある。Snは優れた加工性、優れた溶接性、耐食性を有するが、Snめっきのみでは耐食性の点から560mg/m2以上が必要である。Snめっき量が多くなるにつれて、耐食性は向上するが、5600mg/m2以上になるとその効果は飽和する。従って、経済的な観点からSnのめっき量は5600mg/m2以下にすることが望ましい。また、Snめっき後に溶融溶錫処理を行うことにより、Sn合金層が形成されて耐食性がより一層向上する。
これらの金属表面処理層の上層に、Zr皮膜、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜の内、2種以上が付与される。
Zr皮膜、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜は、単独に使用してもある程度の効果は認められるが、十分な実用性能を有していない。しかし、Zr皮膜、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜の内の2種以上を複合した皮膜では、優れた実用性能を発揮する。また、Zr皮膜にリン酸皮膜あるいはフェノール皮膜の1種以上複合すると、より一層優れた実用性能が発揮される。さらに、皮膜量が少ない範囲においては、各々の特性を補完しあうためZr皮膜、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜の3種類を複合した皮膜がより安定した実用性能を有する。なお、同一皮膜内にZr、リン酸系化合物、フェノール等のうち2種以上を混合させる皮膜は、Zr皮膜、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜の2種以上を別個に形成させる場合と比べて、耐食性、密着性等の実用性能に劣る。この理由は明確ではないが、同一皮膜内にZr、リン酸、フェノールを混合させることにより、個々の成分が発揮する性能が阻害されるものと考えられる。
Zr皮膜の役割は、耐食性と密着性の確保にある。Zr皮膜は、酸化Zr、水酸化Zr、フッ化Zr、リン酸Zr等のZr化合物あるいはこれらの複合皮膜から構成される。これらのZr化合物は、優れた耐食性と密着性を有している。従って、Zr皮膜が増加すると、耐食性や密着性が向上し始め、金属Zr量で1mg/m2以上になると、実用上、問題ないレベルの耐食性と密着性が確保される。更にZr皮膜量が増加すると、耐食性、密着性の向上効果も増加するが、Zr皮膜量が金属Zr量で500mg/m2を超えると、Zr皮膜が厚くなり過ぎてZr皮膜自体の密着性が劣化すると共に、電気抵抗が上昇して溶接性が劣化する。従って、Zr皮膜量は、金属Zr量で1mg/m2〜500mg/m2にする必要がある。
また、Zr皮膜量が金属Zr量で15mg/m2を超えると、皮膜の付着ムラが外観ムラとなって発現することがあるため、より好ましくはZr皮膜量が金属Zr量で1mg/m2〜15mg/m2である。さらに、より外観ムラを良好安定化するためには、好ましくはZr皮膜量が金属Zr量で0.1mg/m2〜9mg/m2である。
リン酸皮膜の役割は、耐食性と密着性の確保である。リン酸皮膜は、下地と反応して形成されるリン酸Fe、リン酸Sn、リン酸Niやリン酸Zrやリン酸−フェノール樹脂皮膜等の皮膜あるいはこれらの複合皮膜から構成される。これらリン酸皮膜は、優れた耐食性と密着性を有している。従って、リン酸皮膜が増加すると、耐食性や密着性が向上し始め、P量で、0.1mg/m2以上になると、実用上、問題ないレベルの耐食性と密着性が確保される。更に、リン酸皮膜量が増加すると耐食性、密着性の向上効果も増加するが、リン酸皮膜量がP量で100mg/m2を超えると、リン酸皮膜が厚くなり過ぎリン酸皮膜自体の密着性が劣化すると共に電気抵抗が上昇し溶接性が劣化する。従って、リン酸皮膜量はP量で0.1mg/m2〜100mg/m2にする必要がある。
また、リン酸皮膜量がP量で15mg/m2を超えると、皮膜の付着ムラが外観ムラとなって発現することがあるため、より好ましくリン酸皮膜量がP量で0.1mg/m2〜15mg/m2である。さらに、より外観ムラを良好安定化するためには、好ましくはリン酸皮膜量がP量で0.1mg/m2〜8mg/m2である。
フェノール樹脂皮膜の役割は密着性の確保である。フェノール樹脂自体が有機物であることから塗料やラミネートフィルムと非常に優れた密着性を有している。従って、フェノール樹脂皮膜が増加すると密着性が向上し始め、C量で0.1mg/m2以上になると、実用上、問題ないレベルの密着性が確保される。更に、フェノール樹脂皮膜量が増加すると密着性の向上効果も増加するが、フェノール樹脂皮膜量がC量で100mg/m2を超えると、電気抵抗が上昇して溶接性が劣化する。従って、フェノール樹脂皮膜量は、C量で0.1mg/m2〜100mg/m2にする必要がある。
また、フェノール樹脂皮膜量がC量で15mg/m2を超えると、皮膜の付着ムラが外観ムラとなって発現することがあるため、より好ましくフェノール樹脂皮膜量をC量で0.1mg/m2〜15mg/m2とするのがよい。さらに、より外観ムラを減らして良好安定化させるためには、好ましくはフェノール樹脂皮膜量をC量で0.1mg/m2〜8mg/m2とするのがよい。
これら皮膜を付与する方法は、Zrイオン、リン酸イオン、低分子のフェノール樹脂を溶解させた酸性溶液に鋼板を浸漬する方法や、陰極電解処理により行う方法がある。浸漬処理では、下地をエッチングして各種の皮膜が形成される為、付着が不均一になり、また、処理時間も長くなる為、工業生産的には不利である。一方、陰極電解処理では、強制的な電荷移動および鋼板界面での水素発生による表面清浄化とpH上昇による付着促進効果も相俟って、均一な皮膜が数秒から数十秒程度の短時間で処理可能である事から、工業的には極めて有利である。従って、本発明のZr皮膜、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜の付与には、陰極電解処理が望ましい。
また、浸漬処理や陰極電解処理に使用する酸性溶液中に、タンニン酸を添加すると、タンニン酸がFeと結合し、表面にタンニン酸Feの皮膜を形成し、耐錆性や密着性を向上させる効果がある事から、用途に依ってはタンニン酸を添加した溶液中で処理してもよい。
以下に、本発明の実施例及び比較例について述べ、その結果を表1〜表3に示す。まず、以下の処理(1)〜(3)の方法を用いて板厚0.17mm〜0.23mmの鋼板上に表面処理層を形成させた。
(1)冷間圧延後、焼鈍、調圧された原板を脱脂、酸洗後、フェロスタン浴を用いてSnをめっきする。その後、溶融溶錫処理を行いて、Sn合金層を有するSnめっき鋼板を作製した。
(2)冷間圧延後、焼鈍、調圧された原板を脱脂、酸洗後、硫酸−塩酸浴を用いてFe−Ni合金めっきを施し、引き続き、フェロスタン浴を用いてSnめっきを施した。その後、溶融溶錫処理を行いて、Sn合金層を有するNi,Snめっき鋼板を作製した。
(3)冷間圧延後、ワット浴を用いてNiめっきを施し、焼鈍時にNi拡散層を形成させ、脱脂、酸洗後、フェロスタン浴を用いてSnめっきを施し、その後、溶融溶錫処理を行い、Sn合金層を有するNi,Snめっき鋼板を作製した。
上記の処理により表面処理層を形成させた後、以下の処理(4)〜(11)でZr皮膜、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜を形成させた。
(4)フッ化Zr、リン酸、フェノール樹脂を溶解させた処理液に、上記鋼板を浸漬し、陰極電解後、乾燥し、Zr皮膜、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜を形成させた。
(5)リン酸、フェノール樹脂を溶解させた処理液に、上記鋼板を浸漬し、陰極電解後、乾燥し、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜を形成させた。
(6)フッ化Zr、リン酸を溶解させた処理液に、上記鋼板を浸漬し、陰極電解後、乾燥し、Zr皮膜、リン酸皮膜を形成させた。
(7)フッ化Zr、フェノール樹脂を溶解させた処理液に、上記鋼板を浸漬し、陰極電解後、乾燥し、Zr皮膜、フェノール樹脂皮膜を形成させた。
(8)フッ化Zr、リン酸、タンニン酸を溶解させた処理液に、上記鋼板を浸漬し、陰極電解後、乾燥し、Zr皮膜、リン酸皮膜を形成させた。
(9)フッ化Zr、リン酸、フェノール樹脂を溶解させた処理液に、上記鋼板を浸漬し、乾燥し、Zr皮膜、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜を形成させた。
(10)リン酸、フェノール樹脂を溶解させた処理液に、上記鋼板を浸漬し、乾燥し、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜を形成させた。
(11)フッ化Zr、リン酸を溶解させた処理液に、上記鋼板を浸漬し、乾燥し、Zr皮膜、リン酸皮膜を形成させた。
上記の処理を行った試験材について、以下に示す(A)〜(H)の各評価項目について性能評価を行った。厚さ20μmのPETフィルムを200℃でラミネートし試験材を作製し、以下に示す(A)〜(D)の各項目について性能評価を行った。
(A)加工性
試験材の両面に厚さ20μmのPETフィルムを200℃でラミネートし、絞り加工としごき加工による製缶加工を段階的に行い、成型を4段階(◎:非常に良い、○:良い、△:疵が認められる、×:破断し加工不能)で評価した。
(B)溶接性
ワイヤーシーム溶接機を用いて、溶接ワイヤースピード80m/minの条件で、電流を変更して試験材を溶接し、十分な溶接強度が得られる最小電流値とチリ及び溶接スパッタなどの溶接欠陥が目立ち始める最大電流値からなる適正電流範囲の広さから総合的に判断し、4段階(◎:非常に良い、○:良い、△:劣る、×:溶接不能)で溶接性を評価した。
(C)フィルム密着性
試験材の両面に厚さ20μmのPETフィルムを200℃でラミネートし、絞りしごき加工を行い、缶体を作製し、125℃、30minのレトルト処理を行い、フィルムの剥離状況を、4段階(◎:全く剥離無し、○:実用上問題無い程度の極僅かな剥離有り、△:僅かな剥離有り、×:大部分で剥離)で評価した。
(D)塗料密着性
試験材にエポキシ−フェノール樹脂を塗布し、200℃、30minで焼付けた後、1mm間隔で地鉄に達する深さのゴバン目を入れ、テープで剥離し、剥離状況を4段階(◎:全く剥離無し、○:実用上問題無い程度の極僅かな剥離有り、△:僅かな剥離有り、×:大部分で剥離)で評価した。
(E)耐食性
試験材にエポキシ−フェノール樹脂を塗布し、200℃、30minで焼付けた後、地鉄に達する深さのクロスカットを入れ、1.5%クエン酸−1.5%食塩混合液からなる試験液に、45℃、72時間浸漬し、洗浄、乾燥後、テープ剥離を行い、クロスカット部の塗膜下腐食状況と平板部の腐食状況を4段階(◎:塗膜下腐食が認められない、○:実用上問題無い程度の僅かな塗膜下腐食が認められる、△:微小な塗膜下腐食と平板部に僅かな腐食が認められる、×:激しい塗膜下腐食と平板部に腐食が認められる)で判断して評価した。
(F)耐錆性
試験材を乾湿繰返し(湿度90%、2hr<=>湿度40%、2hr)の雰囲気中に2ヶ月間放置し、錆の発生状況を4段階(◎:全く発錆無し、○:実用上問題無い程度の極僅かな発錆有り、△:僅かな発錆有り、×:大部分で発錆)で評価した。
(G)外観
試験材を目視で観察、Zr皮膜、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜のムラの発生状況を5段階(◎◎:全くムラ無し、◎:実用上問題無い程度の極僅かなムラ有り、○:僅かなムラ有り、△:ムラ有り、×:著しいムラ発生)で評価した。
(H)金属Sn状況
Ni系めっきの後にSnめっきを行いさらに溶融溶錫処理を制御した場合の金属Snの残存状況を光学顕微鏡にて表面を観察し、金属Sn状況を3段階(○:表面全体に残存されている、△:残存していない部分がある、×:残存していない)で評価した。
皮膜付着量は、Zr、P量については蛍光X線にて定量分析を行い、C付着量については全炭素量測定法により求めた。
Figure 2007111354
Figure 2007111354
Figure 2007111354
これら表1〜表3において、実施例1〜42は、本発明で規定した条件を満たす。これに対して、比較例1〜5は、いずれも本発明で規定した条件を逸脱している。実施例1〜42は、上記(A)〜(H)の全ての評価項目において、いずれも良好な評価結果が得られた。特に、実施例No.31〜No.42では、何れもZr膜の付着量がZr量で0.1〜9mg/mであり、リン酸皮膜の付着量がP量で0.1〜8mg/mであり、フェノール樹脂皮膜の付着量がC量で0.1〜8mg/mであるフェノール樹脂皮膜のうち、2種以上を付与している。このため、特に外観において優れた特性が得られた。これに対して、比較例1〜5は、上記(A)〜(H)の全ての評価項目において良好な評価結果を得ることができなかった。
本発明によれば、優れた絞りしごき加工、溶接性、耐食性、塗料密着性、フィルム密着性、外観を有する容器用鋼板を得ることができる。

Claims (9)

  1. 鋼板表面に、Niを5mg/m2〜150mg/m2含むNiめっき層、またはNiを5mg/m2〜150mg/m2含むFe−Ni合金めっき層が形成され;
    前記Niめっき層、またはFe−Ni合金めっき層の上に300mg/m2〜3000mg/m2のSnめっきが施され;
    溶融溶錫処理により、前記Niめっき層、またはFe−Ni合金めっき層の一部または全部と前記Snめっきの一部が合金化されて金属Snめっき層が一部残存し;
    前記合金Snめっきおよび残存金属Snめっき層の上層に、金属Zr量で1mg/m2〜500mg/m2のZr皮膜、P量で0.1mg/m2〜100mg/m2のリン酸皮膜、C量で0.1mg/m2〜100mg/m2のフェノール樹脂皮膜のうち、2種以上が付与されている;
    ことを特徴とする容器用鋼板。
  2. 鋼板表面に、Niを5mg/m2〜150mg/m2含むNiめっき層、またはNiを5mg/m2〜150mg/m2含むFe−Ni合金めっき層形成され;
    前記Niめっき層、またはFe−Ni合金めっき層の上に300mg/m2〜3000mg/m2のSnめっきが施され;
    溶融溶錫処理により、前記Niめっき層、またはFe−Ni合金めっき層の一部または全部と前記Snめっきの一部が合金化されて金属Snめっき層が一部残存し;
    前記合金Snめっきおよび残存金属Snめっき層の上層に、金属Zr量で1mg/m2〜15mg/m2のZr皮膜、P量で0.1mg/m2〜15mg/m2のリン酸皮膜、C量で0.1mg/m2〜15mg/m2のフェノール樹脂皮膜のうち、2種以上が付与されている;
    ことを特徴とする容器用鋼板。
  3. 鋼板表面に、Niを5mg/m2〜150mg/m2含むNiめっき層、またはNiを5mg/m2〜150mg/m2含むFe−Ni合金めっき層が形成され;
    前記Niめっき層、またはFe−Ni合金めっき層の上に300mg/m2〜3000mg/m2のSnめっきが施され;
    溶融溶錫処理により、前記Niめっき層、またはFe−Ni合金めっき層の一部または全部と前記Snめっきの一部が合金化されて金属Snめっき層が一部残存し;
    前記合金Snめっきおよび残存金属Snめっき層の上層に、金属Zr量で1mg/m2〜9mg/m2のZr皮膜、P量で0.1mg/m2〜8mg/m2のリン酸皮膜、C量で0.1mg/m2〜8mg/m2のフェノール樹脂皮膜のうち、2種以上が付与されている;
    ことを特徴とする容器用鋼板。
  4. 鋼板表面に、560mg/m2〜5600mg/m2のSnめっき層が施され;
    溶融溶錫処理により、前記Snめっき層の一部が合金化せしめられ;
    合金化された前記Snめっき層の上層に、金属Zr量で1mg/m2〜500mg/m2のZr皮膜、P量で0.1mg/m2〜100mg/m2のリン酸皮膜、C量で0.1mg/m2〜100mg/m2のフェノール樹脂皮膜のうち、2種以上が付与されている;
    ことを特徴とする容器用鋼板。
  5. 鋼板表面に、560mg/m2〜5600mg/m2のSnめっき層が施され;
    溶融溶錫処理により、前記Snめっき層の一部が合金化せしめられ;
    合金化された前記Snめっき層の上層に、金属Zr量で1mg/m2〜15mg/m2のZr皮膜、P量で0.1mg/m2〜15mg/m2のリン酸皮膜、C量で0.1mg/m2〜15mg/m2のフェノール樹脂皮膜のうち、2種以上が付与されている;
    ことを特徴とする容器用鋼板。
  6. 鋼板表面に、560mg/m2〜5600mg/m2 のSnめっき層が施され;
    溶融溶錫処理により、前記Snめっき層の一部が合金化せしめられ;
    合金化された前記Snめっき層の上層に金属Zr量で1mg/m2〜9mg/m2のZr皮膜、P量で0.1mg/m2〜8mg/m2のリン酸皮膜、C量で0.1mg/m2〜8mg/m2のフェノール樹脂皮膜のうち、2種以上が付与されている;
    ことを特徴とする容器用鋼板。
  7. 請求項1〜6のうちの何れか1項に記載の容器用鋼板であって、
    陰極電解処理により、Zr皮膜、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜のうち、2種以上が形成されている。
  8. 請求項1〜6のうちの何れか1項に記載の容器用鋼板であって、
    陰極電解処理により、Zr皮膜、リン酸皮膜、フェノール樹脂皮膜の3種が形成されている。
  9. 請求項7又は8に記載の容器用鋼板であって、
    前記陰極電解処理が、酸性溶液あるいはタンニン酸を含んだ酸性溶液中で行われる。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5251078B2 (ja) * 2007-11-16 2013-07-31 新日鐵住金株式会社 容器用鋼板とその製造方法
JP5157487B2 (ja) * 2008-01-30 2013-03-06 新日鐵住金株式会社 容器用鋼板とその製造方法
EP2256231A4 (en) 2008-02-18 2011-12-07 Nippon Steel Corp PLATED COPPER STEEL SHEET AND METHOD FOR PRODUCING PLATED STEEL SHEET
JP5571881B2 (ja) * 2008-06-07 2014-08-13 日本パーカライジング株式会社 金属材料の自己析出被膜処理用表面処理液、および自己析出被膜処理方法
JP5786296B2 (ja) 2010-03-25 2015-09-30 Jfeスチール株式会社 表面処理鋼板、その製造方法およびそれを用いた樹脂被覆鋼板
TWI449813B (zh) * 2010-06-29 2014-08-21 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp 容器用鋼板及其製造方法
MY162540A (en) 2010-09-15 2017-06-15 Jfe Steel Corp Steel sheet for containers and manufacturing method for same
JP5760355B2 (ja) * 2010-09-15 2015-08-12 Jfeスチール株式会社 容器用鋼板
CN103097583B (zh) * 2010-09-15 2015-11-25 杰富意钢铁株式会社 容器用钢板及其制造方法
JP5845563B2 (ja) 2010-09-15 2016-01-20 Jfeスチール株式会社 容器用鋼板の製造方法
CA2842910C (en) * 2012-05-31 2015-10-06 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Three-piece resealable can
TWI563099B (en) * 2014-11-10 2016-12-21 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp A plated steel and a method of producing thereof
CN107709630B (zh) * 2015-06-23 2019-05-28 新日铁住金株式会社 容器用钢板及容器用钢板的制造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0689472B2 (ja) 1985-10-31 1994-11-09 新日本製鐵株式会社 製缶用薄Snメツキ鋼板及びその製造方法
JP2504164B2 (ja) 1989-02-16 1996-06-05 東洋製罐株式会社 薄肉化深絞り缶の製造方法
JPH03236954A (ja) 1990-02-14 1991-10-22 Nippon Steel Corp スリーピース缶用フィルム積層鋼帯およびその製造方法
JP2998042B2 (ja) 1991-05-17 2000-01-11 新日本製鐵株式会社 ストライプ状の多層有機皮膜を有するスリーピース缶用鋼板
JP3089433B2 (ja) 1991-05-17 2000-09-18 新日本製鐵株式会社 3ピース缶用ストライプラミネート鋼板の製造方法
JP3742533B2 (ja) * 1998-12-14 2006-02-08 新日本製鐵株式会社 製缶加工性に優れたラミネート容器用鋼板
JP2002355921A (ja) * 2001-05-31 2002-12-10 Nippon Steel Corp 密着性、耐食性に優れた容器用鋼板
JP3893964B2 (ja) 2001-12-13 2007-03-14 Jfeスチール株式会社 ポリエチレンフィルム被覆錫合金めっき鋼板
JP4293065B2 (ja) 2004-06-21 2009-07-08 東洋製罐株式会社 耐硫化変色性、耐食性に優れた溶接缶
JP4492224B2 (ja) * 2004-06-22 2010-06-30 東洋製罐株式会社 表面処理金属材料及びその表面処理方法、並びに樹脂被覆金属材料
JP2006091353A (ja) 2004-09-22 2006-04-06 Vox Pop:Kk 保護フィルム、保護フィルム流通体、情報配信サーバ
JP5131720B2 (ja) 2005-09-09 2013-01-30 株式会社アマダ 曲げ加工装置

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