JP2000226676A - ラミネート溶接缶用鋼板 - Google Patents
ラミネート溶接缶用鋼板Info
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Abstract
性、耐食性、フィルム密着性に優れたラミネート溶接缶
用鋼板を提供すること。 【解決手段】 少なくとも鋼板片面に、鋼板に近い側か
ら順に、金属Ni量で5〜500mg/m2 のNi系め
っき層を有し、Sn系合金層を有し、100〜1500
mg/m2 の望ましくは島状の金属Snめっき層を有
し、その上にPとして0.1mg/m2 以上のリン酸系
化合物を含む1〜500nmのフェノール系樹脂からな
る被膜層を有することを特徴とした製缶加工性に優れた
ラミネート溶接缶用鋼板。
Description
て、特に、溶接性、耐食性、フィルム密着性に優れたラ
ミネート溶接缶用鋼板に関するものである。
ピース缶と3ピース缶に大別される。DI缶に代表され
る2ピース缶は、絞りしごき加工が行われた後、缶内面
側に塗装が、缶外面側には塗装及び印刷が行われる。3
ピース缶は、缶内面に相当する面に塗装が、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が不可
欠な工程である。塗装には、溶剤系もしくは水系の塗料
が使用され、その後、焼付けが行われるが、この塗装工
程において、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
に放出されている。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。
ィルム積層鋼帯およびその製造方法(特開平3−236
954号公報)」、「ストライプ状の多層有機皮膜を有
する3ピース缶用鋼板(特開平5−111979号公
報)」、「3ピース缶ストライプラミネート鋼板の製造
方法(特開平5−147181号公報)」が挙げられ
る。 これらの、ラミネート缶の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
したクロメート被膜が用いられている。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)はクロメート被膜の
水和酸化Cr層を介して鋼板との密着性を確保してい
る。この密着発現の機構については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。また、電解クロメート
処理を行わない被膜として、「金属材料の表面にフィル
ムラミネート用下地皮膜を形成させた被覆金属材料およ
びその製造方法(特開平10−46101号公報)」が
挙げられる。
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、3ピース缶市場では、PET
ボトル、瓶、紙等の素材とのコスト並びに品質競争が激
化しており、上記のラミネート容器用鋼板に対しても、
従来より優れた溶接性、フィルム密着性、耐食性などが
求められるようになった。
め、鋼板表面にNi系めっき層、島状Snめっき層、そ
の上層にクロメート被膜に代わる新たな被膜として有機
樹脂を活用した被膜を鋭意検討した。その結果、有機樹
脂を活用した被膜はその被膜の上層に施されるラミネー
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密着性を示し、更に、クロメ
ート処理層が有ればより優れた密着性、耐食性が得られ
ることを知見し本発明に至ったものである。
金属Ni量で5〜500mg/m2 のNi系めっき層を
有し、Sn系合金層を有し、100〜1500mg/m
2 の金属Snめっき層を有し、その上にPとして0.1
mg/m2 以上のリン酸系化合物を含む1〜500nm
のフェノール系樹脂から成る被覆層を有することを特徴
とした製缶加工性に優れたラミネート溶接缶用鋼板。
側から順に、金属Ni量で5〜500mg/m2 のNi
系めっき層を有し、Sn系合金層を有し、100〜15
00mg/m2 の島状の金属Snめっき層を有し、その
上にPとして0.1mg/m2以上のリン酸系化合物を
含む1〜500nmのフェノール系樹脂から成る被膜層
を有することを特徴とした製缶加工性に優れたラミネー
ト溶接缶用鋼板。
側から順に、金属Ni量で5〜500mg/m2 のNi
系めっき層を有し、Sn系合金層を有し、100〜15
00mg/m2 の島状の金属Snめっき層を有し、その
上に、金属Cr量で、4〜40g/m2 のクロメート層
を付与し、更にその上にPとして0.1〜200mg/
m2 のリン酸系化合物を含むフェノール系樹脂から成る
被膜を1〜500nm有することを特徴とした製缶加工
性に優れたラミネート溶接缶用鋼板。
側から順に、金属Ni量で5〜500mg/m2 のNi
系めっき層を有し、Sn系合金層を有し、100〜15
00mg/m2 の島状の金属Snめっき層を有し、その
上にPとして0.1mg/m 2 以上のリン酸系化合物を
含み、更に、金属量で0.2〜300mg/m2 のTi
またはZrまたはそれらの化合物の1種以上を含む1〜
500nmのフェノール系樹脂から成る被膜層を有する
ことを特徴とした製缶加工性に優れたラミネート溶接缶
用鋼板。
側から順に、金属Ni量で5〜500mg/m2 のNi
系めっき層を有し、Sn系合金層を有し、100〜15
00mg/m2 の島状の金属Snめっき層を施し、その
上に、金属Cr量で、4〜40g/m2 のクロメート層
を有し、その上にPとして0.1〜200mg/m2 の
リン酸系化合物を含み、更に、金属量で0.2〜300
mg/m2 のTiまたはZrまたはそれらの化合物の1
種以上を含むフェノール系樹脂から成る被膜を1〜50
0nm有することを特徴とした製缶加工性に優れたラミ
ネート溶接缶用鋼板。
であることを特徴とする前記(2)〜(5)記載の製缶
加工性に優れたラミネート溶接缶用鋼板。 (7)クロメート層中に、少なくとも水和酸化Crを金
属Cr量で2mg/m2以上含むことを特徴とする前記
(3)または(5)記載の製缶加工性に優れたラミネー
ト溶接缶用鋼板にある。
優れたラミネート容器用鋼板について詳細に説明する。
本発明で用いられる原板は特に規制されるものではな
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、材質なども特に規制されるものではな
く、通常の鋼片製造工程から熱間圧延、酸洗、冷間圧延
等の工程を経て製造される。この原板に、Ni系めっき
が施されるNi系めっきとしては、Niめっき、Fe−
Ni合金めっき、Ni拡散めっきなどが挙げられるが、
NiめっきやFe−Ni合金めっきは公知の電気めっき
法により行えば良い。また、Ni拡散めっきは、Niめ
っきした後、600〜1000℃の熱処理を行い、Ni
拡散層を付与すれば良い。また、Ni拡散層を付与した
後、調質圧延を行っても、本発明の本質とから逸脱する
ものでない。
優れた耐食性を利用し、本発明鋼板の耐食性を確保する
事である。Niめっき量が5mg/m2 を下回ると、N
i金属自体の優れた耐食性が発揮されないため、Niめ
っき量は、5mg/m2 以上必要である。Niめっき量
が増加すると耐食性は向上するが、Niめっき量が50
0mg/m2 を越えるとその向上効果が飽和するため経
済的に不利である。従って、Ni付着量は5mg/m2
以上、500mg/m2 以下に規制される。
施される。Snは、柔らかい金属である事からシーム溶
接で電極に挟まれた時、後述するクロメート層あるいは
フェノール樹脂層が破壊され良好な通電域を確保する事
ができる。そのため、本発明鋼板は良好な溶接が確保さ
れる。Snをめっきする方法は、電気Snめっきなど公
知の方法で行えば良く、特に規制するものではない。
のめっき量は100mg/m2 以上必要である。これ
は、Snめっき量が100mg/m2 を下回ると、工業
生産に必要な高速溶接性が劣化することから、Snのめ
っき量は100mg/m2 以上必要である。本発明鋼板
の溶接性はSnめっき量が増加すると向上するが、Sn
めっき量が1500mg/m2 を越えると、その向上効
果が飽和するため、それ以上、Snをめっきすることは
経済的に不利益である。従って、Snめっき量は、10
0〜1500mg/m2 に規制される。
われ、Sn系合金層、その上に島状Snめっき層が付与
される。溶融溶錫処理を行う目的は2つある。1つは、
先にめっきしたNi系めっき層とSnを合金化させ耐食
性を向上させることと、もう1つは、島状Snを形成さ
せ、フィルムの高温密着性を向上させることである。溶
接部近傍では、Snの融点以上に温度が上昇するため、
Snは液化しSn上のフィルム密着性は、極めて低くな
る。そこで、高温でもフィルム密着性を確保するため、
Snを島状化し、高融点のNi系めっき層とSnとの合
金層を表面露出させる必要がある。
るため、島状化するSn面積率は、95%以下に規制さ
れる。Sn面積率が95%を越えると、Snの露出が過
大となり高温でのフィルム密着性が劣化するため、Sn
の面積率は95%以下にする必要がある。Snの面積率
を低下させれば高温でのフィルム密着性の向上効果は増
加するが、Snの面積率が40%を下回るとSn金属の
有する優れた溶接性が劣化するため、Snの面積率は4
0%以上にする必要がある。Snを島状化する方法は特
に規制するものでは無く、通電加熱あるいは誘導加熱に
よりSnめっきした鋼板をSnの融点以上に加熱すれば
良い。その際、極めて低濃度のフラックスまたはフラッ
クスの代りに水を使用する事により、島状化が促進され
ることから、フラックス濃度を制御し目的の面積率の島
状Snを作製する事が出来る。
たフィルム密着性、耐食性を発揮させるため、クロメー
ト層が付与されることが望ましい。クロメート層の構成
は水和酸化Cr、または、水和酸化Crと金属Crから
なるが、その付着量は金属Crとして、少なくとも水和
酸化Crを2mg/m2 以上含み、また、クロメート層
全体として、金属Crとして4〜40mg/m2 にする
必要がある。これは、優れた密着性を確保するために
は、水和酸化Crが不可欠であることに起因している。
水和酸化Crの付着量は、金属Crで2mg/m2 以上
で、密着性向上効果が発揮される。また、優れた耐食性
を確保するためには、金属Crとして4mg/m2 のク
ロメート層が存在することが望ましい。これは、クロメ
ート層が4mg/m2 を下回ると、Crの優れた耐食性
が発揮されず、十分な耐食性が確保されにくいためであ
る。
向上効果も増加するが、クロメート層は電気的に絶縁被
膜である事から、金属Cr量で40mg/m2 を越える
と溶接性が急激に劣化する。従って、クロメート層は、
金属Crとして4〜40mg/m2 が望ましい。クロメ
ート層を付与する方法は特に規制するものでは無く、例
えば、Cr酸溶液、Cr酸−硫酸溶液、或いはCr酸−
フッ酸溶液中で電解処理、または浸漬処理を行えば良
い。
した後に、本発明の本質とする処のPとして0.1mg
/m2 以上のリン酸系化合物を含むフェノール系樹脂か
ら成る被膜を1〜500nm付与されるのが望ましい。
本発明で付与されるフェノール樹脂系被膜は、前述の如
く、ラミネートされるフィルムあるいは接着層と共有結
合を発生し、高い密着性を確保せしめる効果を発揮す
る。フェノール系樹脂は公知の方法で製造可能で、例え
ば、フェノール化合物、ナフトール化合物またはビスフ
ェノール類とホルムアルデヒドを重縮合し作製される。
化合物にはフィルム密着性や耐食性を大幅に向上せしめ
る効果があり、本発明には不可欠である。これらの向上
効果が認められるリン酸系化合物としては、リン酸もし
くはその塩、縮合リン酸もしくはその塩、リン酸ジルコ
ニウム、リン酸チタン等が挙げられる。塩としてはアン
モニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金
属塩が挙げられる。リン酸系化合物がフェノール系樹脂
中に存在する事により、高いフィルム密着性や耐食性の
向上が発揮されるが、その効果の発現には、Pとして
0.1mg/m2 以上のリン酸系化合物があることが望
ましい。しかし、樹脂中のリン酸系化合物の含有量が増
加すると、経済的に不利益を被るため、樹脂中のリン酸
系化合物の含有量は、Pとして、200mg/m2 以下
が望ましい。
中にTiまたはZrまたはそれらの化合物の1種以上を
含ませる事により、より優れたフィルム密着性、耐食性
を発揮させることが出来る。また、Ti、Zrは被膜中
のPと結合しても本発明の効果は失われない。フェノー
ル系樹脂中に含有されるTiまたはZrまたはそれらの
化合物の含有量は、TiまたはZrとして0.2〜30
0mg/m2 にするのが望ましい。TiまたはZrの含
有量が0.2mg/m2 を下回るとフィルム密着性、耐
食性の向上効果が認められず、また、300mg/m2
を越えると経済的に不利になるため、無機−有機樹脂中
に含有されるTiまたはZrまたはそれらの化合物の含
有量は、TiまたはZrとして0.2〜300mg/m
2 が望ましい。
はそれらの化合物を含有させる方法は、特に規制しな
い。後述する処理液中にTi化合物またはZr化合物を
含有させ、その中に鋼板を浸漬する事により可能であ
る。Ti化合物は特に規制しないが、実用上あるいは性
能上からもTi塩が望ましい。Ti塩としては、例え
ば、リン酸チタン、チタン弗化水素酸及びそのリチウ
ム、ナトリウム、アンモニウム等の塩、硫酸チタン、硫
酸チタニル等が挙げられる。
用上あるいは性能上からもZr塩が望ましい。Zr塩と
しては、例えば、リン酸ジルコニウム、ジルコニウム弗
化水素酸及びそのリチウム、ナトリウム、アンモニウム
等の塩、硫酸ジルコニウム、硫酸ジルコニル、硝酸ジル
コニル等が挙げられる。以上述べたフェノール系樹脂を
付与する方法は特に規制しない。例えば、フェノール系
樹脂と上述のリン酸系化合物あるいはTi化合物、Zr
化合物を混合した処理液に浸漬し、リンガーロール等で
絞り、乾燥させて得る事が出来る。
べ、その結果を表1に示す。以下の処理法(1)〜
(2)の方法を用いて鋼板上に表面処理層を付与した
後、処理法(3)でフェノール系樹脂を付与した。 試験材作製方法 (処理法1)冷間圧延後、焼鈍、調圧された原板に電気
めっきによりFe−Ni合金めっきを施し、フェロスタ
ン浴を用いてSnをめっきし、低濃度のフラックスを使
用し、加熱処理を行い、島状Snを作製し、その後、必
要に応じてクロム酸−硫酸溶液中で電解処理を行いクロ
メート層を付与した。
りNiめっきを施し、焼鈍、調圧後、ハロゲン浴を用い
てSnをめっきし、加熱処理を行い、島状Snを作製
し、その後、必要に応じてクロム酸−硫酸溶液中で電解
処理を行いクロメート層を付与した。 (処理法3)フェノール樹脂、リン酸、必要に応じてリ
ン酸チタンアンモニウム塩を溶解させた処理液に上記鋼
板を浸漬後、乾燥し、フェノール系樹脂を付与した。
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)溶接性 ワイヤーシーム溶接性を用いて、溶接ワイヤースピード
80m/minの条件で、電流を変更して溶接を実施
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
(◎:非常に広い、〇:良い、△:劣る、×:溶接不
能)で溶接性を評価した。
n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、〇: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。 (C)高温フィルム密着性 試験材に地鉄に達する深さのクロスカットを入れ、25
0℃まで急速に加熱し、クロスカットの中心部に、5気
圧の空気を吹き込みフィルムの剥離状況を、4段階
(◎:全く剥離無し、〇: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。
液からなる試験液を充填し、蓋を取付け、55℃、1ヶ
月間、恒温室に安置し、缶内面の腐食状況を4段階
(◎:腐食が認められない、〇:実用上問題無い程度の
僅かな腐食が認められる、△:微小な腐食が認められ
る、×:激しい腐食が認められる)で判断して評価し
た。
れた製缶加工性に優れたラミネート容器用鋼板は、優れ
た成形性、溶接性、フィルム密着性、耐食性を有するこ
とが明らかになった。
Claims (7)
- 【請求項1】 少なくとも鋼板片面に、鋼板に近い側か
ら順に、金属Ni量で5〜500mg/m2 のNi系め
っき層を有し、Sn系合金層を有し、100〜1500
mg/m2 の金属Snめっき層を有し、その上にPとし
て0.1mg/m2 以上のリン酸系化合物を含む1〜5
00nmのフェノール系樹脂から成る被覆層を有するこ
とを特徴とした製缶加工性に優れたラミネート溶接缶用
鋼板。 - 【請求項2】 少なくとも鋼板片面に、鋼板に近い側か
ら順に、金属Ni量で5〜500mg/m2 のNi系め
っき層を有し、Sn系合金層を有し、100〜1500
mg/m2 の島状の金属Snめっき層を有し、その上に
Pとして0.1mg/m2 以上のリン酸系化合物を含む
1〜500nmのフェノール系樹脂から成る被膜層を有
することを特徴とした製缶加工性に優れたラミネート溶
接缶用鋼板。 - 【請求項3】 少なくとも鋼板片面に、鋼板に近い側か
ら順に、金属Ni量で5〜500mg/m2 のNi系め
っき層を有し、Sn系合金層を有し、100〜1500
mg/m2 の島状の金属Snめっき層を有し、その上
に、金属Cr量で、4〜40g/m2 のクロメート層を
付与し、更にその上にPとして0.1〜200mg/m
2 のリン酸系化合物を含むフェノール系樹脂から成る被
膜を1〜500nm有することを特徴とした製缶加工性
に優れたラミネート溶接缶用鋼板。 - 【請求項4】 少なくとも鋼板片面に、鋼板に近い側か
ら順に、金属Ni量で5〜500mg/m2 のNi系め
っき層を有し、Sn系合金層を有し、100〜1500
mg/m2 の島状の金属Snめっき層を有し、その上に
Pとして0.1mg/m2 以上のリン酸系化合物を含
み、更に、金属量で0.2〜300mg/m2 のTiま
たはZrまたはそれらの化合物の1種以上を含む1〜5
00nmのフェノール系樹脂から成る被膜層を有するこ
とを特徴とした製缶加工性に優れたラミネート溶接缶用
鋼板。 - 【請求項5】 少なくとも鋼板片面に、鋼板に近い側か
ら順に、金属Ni量で5〜500mg/m2 のNi系め
っき層を有し、Sn系合金層を有し、100〜1500
mg/m2 の島状の金属Snめっき層を施し、その上
に、金属Cr量で、4〜40g/m2 のクロメート層を
有し、その上にPとして0.1〜200mg/m2 のリ
ン酸系化合物を含み、更に、金属量で0.2〜300m
g/m2のTiまたはZrまたはそれらの化合物の1種
以上を含むフェノール系樹脂から成る被膜を1〜500
nm有することを特徴とした製缶加工性に優れたラミネ
ート溶接缶用鋼板。 - 【請求項6】 島状Snの面積率は、40〜95%であ
ることを特徴とする請求項2〜5記載の製缶加工性に優
れたラミネート溶接缶用鋼板。 - 【請求項7】 クロメート層中に、少なくとも水和酸化
Crを金属Cr量で2mg/m2 以上含むことを特徴と
する請求項3または5記載の製缶加工性に優れたラミネ
ート溶接缶用鋼板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11030227A JP2000226676A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | ラミネート溶接缶用鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11030227A JP2000226676A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | ラミネート溶接缶用鋼板 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000226676A true JP2000226676A (ja) | 2000-08-15 |
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ID=12297841
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11030227A Pending JP2000226676A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | ラミネート溶接缶用鋼板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000226676A (ja) |
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