JPH0511547B2

JPH0511547B2 -

Info

Publication number: JPH0511547B2
Application number: JP18867986A
Authority: JP
Inventors: Kazukyo Terayama; Yashichi Ooyagi; Yukio Tsukamoto
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1986-08-13
Filing date: 1986-08-13
Publication date: 1993-02-15
Also published as: JPS6345045A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、絞りあるいは絞り後更にしごきによ
つて製缶される容器用鋼板に係わり、特に缶外面
側の耐食性に優れた容器用鋼板を提供せんとする
ものである。（従来の技術）近年、各種の飲料、エアゾール、液化ガス、コ
ンデンサー、オイルフイルター等の容器用として
絞り、あるいは絞り−しごき加工で製缶された缶
が多用されている。中でも絞り−しごき缶
（Drawn＆Ironed缶、以後DI缶と略記する）が急
速に増加しており、素材としてアルミニウム、ア
ルミニウム合金、あるいはブリキが主に使用され
ている。アルミニウムあるいはアルミニウム合金
はDI缶用として優れた素材であるが、価格ある
いは強度等の面からブリキも大量に使用されてい
る。ブリキは錫が高価である所から、価格低減のた
めになるべくメツキ量の少ないものが用いられて
おり、現在2.8〜5.6ｇ／m²のメツキ量が一般に採
られている。 DI缶の場合、強度の加工（しごき加工により
缶壁の板厚は1/2〜1/3になる）が施されるため、
メツキ層に無数の欠陥が発生する。従つて、耐食
性を付与するために塗装が必要である。内面側は
用途、即ち内容物が例えば燃料用の液化ガス、コ
ンデンサー、オイル等の容器である場合必ずしも
塗装を必要としない。一方、各種の飲料あるいは
工アゾール用の場合には内面塗装が必要であり、
飲料缶では２重塗装を施すのが一般であり、エア
ゾール缶の場合でも内容物の腐食性によつては２
重塗装が施される。一方、缶外面にもほとんどの場合に塗装が必要
であり、無塗装の場合は短時間で発錆し、成品の
商品価値が消失する。缶外面の塗装は例えばエア
ゾール缶の場合加工度が大きく耐食性劣化の大き
い缶壁部に対して施され、加工度が小さくメツキ
欠陥発生の少ない缶底は塗装を省略する事が多
い。しかしメツキ量が2.8〜5.6ｇ１m²で多くの場
合2.8ｇ／m²と少ないため、乾燥雰囲気にある場
合には殆んど問題とはならないが、高湿度の雰囲
気、あるいは水分が付着する様な環境にある場合
には容易に赤錆が発生する。又、塗装を行なつて
いてもエアゾール缶のように内容物を比較的少量
づつ比較的長期間にわたり逐次使用して行く様な
物にあつては、使用時に生じる塗膜欠陥部より発
錆する事が多い。この等の問題はメツキ量を大巾
に増せば解決するが、その場合錫が高価である所
から価格が高くなる。そのため、価格上昇なくし
て赤錆発生を防止出来る被膜が望まれている。また、缶内面についても内容物によつては高い
耐食性が要求され、この様な場合光に述べた如く
_２重塗装が行なわれている。製缶後に２回重量を
行なう事は缶価格の上昇となるため、１回塗装で
絵必要な耐食性を得る事が出来る素材が求められ
ている。（発明が解決しようとする問題点）本発明は缶にした場合の外面の耐食性、特に耐
赤錆性を飛躍的に向上せしめることを主とし、缶
内面にも高耐食性の被膜を付与した安価な絞り、
あるいはDI缶用錆板を提供することを目的とし
ている。（問題点を解決するための手段）本発明の特徴は、缶外面となる薄鋼板の面に耐
赤錆性に優れた亜鉛をメツキ量５〜20ｇ／m²被覆
し、その上にDI加工における加工性の向上と製
缶後長期にわたつて良好な外観を保持する事を目
的としたメツキ量0.5〜３ｇ／m²の錫メツキ層を
有し、缶内面となる面には、メツキ量2.8〜5.6
ｇ／m²の錫メツキ層、または高い耐食性を要する
場合には、３〜100μｍの有機樹脂層を介して厚
さ５〜100μｍのアルミ若しくはアルミ合金箔の
層を積層せしめた缶用複合鋼板である。（作用）以下、本発明をその作用とともに説明する。本発明の皮膜構成を第１図及び第２図に示す。
第１図は、比較的耐食性のシビアーな内容物に対
し適用される場合の皮膜構成で、缶外面となる側
から１錫メツキ層、２亜鉛メツキ層、３鋼板、４
有機樹脂層、５アルミニウム若しくはアルミニウ
ム合金箔層である。すなわちアルミニウム若しく
はアルミニウム合金箔層が缶内面側となる面とな
る。第２図は、比較的耐食性のマイルドな内容物に
対し適用される場合の皮膜構成で、缶外面となる
側から１錫メツキ層、２亜鉛メツキ層、３鋼板、
６錫メツキ層である。すなわち錫メツキ層が缶内
面側となる面である。亜鉛は鉄よりも電気化学的に卑な金属であり、
鉄と組合せると優れた防食効果を発揮する。その
ため、亜鉛メツキされた各種の鉄鋼製品が大量に
生産され、消費されている。しかし、本発明の対
象である缶用素材としては使われていない。これ
は亜鉛メツキ面が缶内面に使われた場合、亜鉛の
腐食が速く容器用としての性能が得られないため
である。本発明者等は、亜鉛メツキ層が缶外面に
あるときは外面は内面に比してはるかにゆるやか
な腐食環境にあり、少量の亜鉛メツキ量でもその
犠牲防食作用でもつて充分な防錆効果を得る事が
出来、亜鉛メツキ層の表層に錫メツキを施すこと
によりさらに防錆効果が大きくなり、また内面側
は従来の錫メツキ、あるいは用途によつてはより
高性能の防食被膜を付与する事によつて缶外面及
び内面ともに優れた缶用素材が得られることを見
い出した。本発明で亜鉛メツキ量を５〜20ｇ／m²とした理
由は５ｇ／m²未満では必要な耐食性が得られない
事と、DI加工におけるしごき工程で缶壁部にか
じりと称せられている鋭い線状疵の発生が急増す
るためである。20mg／m²をこえるメツキ量は必要
な耐食性から見て過剰であり不経済である。また
亜鉛メツキ層の上に錫メツキを施す理由は加工性
の向上、特にDI加工のしごき工程におけるかじ
り発生の防止にある。亜鉛メツキ層は、メツキ層のない鋼板表面その
ままの場合に比して著るしくかじりの発生を抑制
する効果があるが充分ではない。連続製缶におい
ては、かじりは製缶数の増加につれてひどくな
り、ついには缶の破断を生ずるに至る。亜鉛メツ
キのみでは連続製缶が可能な缶数が極わめて低
く、改善が必要であり、その方法として亜鉛メツ
キの表面に0.5〜３ｇ／m²の錫メツキ層が存在す
ると極めて有効である。錫メツキ量を0.5〜３
ｇ／m²とした理由は0.5ｇ／m²未満ではかじり発
生防止の効果が小さく、一方３ｇ／m²でかじりの
抑制効果は飽和しこれをこえる量は不必要な量で
あるばかりでなく、価格上昇が大きいためであ
る。而して、最も望ましいメツキ量は１〜２ｇ／
m²である。この錫メツキ層は、かじり発生防止の効果のみ
ではなく、亜鉛メツキ層の缶基体に対する防食効
果を損なう事なく亜鉛メツキ層の腐食を抑制する
効果を持ち、長期にわたつて外観の劣化を防ぐ作
用がある。本発明の亜鉛メツキ層を形成する場合のメツキ
方法は、現在鉄鋼業その他で実施されている何れ
かの方法によつて行い缶外面となる方の面のみに
メツキする。メツキ量のコントロールあるいは加
工性の点からは電気メツキが好ましい。片面亜鉛
メツキに引き続きその上層に錫メツキを施すが、
缶内面側も錫メツキで良い場合には、亜鉛メツキ
後に両面に所定量のメツキを同時に施せば良い。
而してこの錫メツキは亜鉛メツキ層との密着性に
優れている事が必要であり、酸性錫メツキ浴より
もアルカリ性メツキ浴の方が密着性の良いメツキ
を得易い。両面錫メツキされた鋼板は直ちに水
洗、乾燥された現在ブリキに用いられているＤ、
Ｏ、Ｓ、（Di Octyl Sabacate）等の油を微量塗
油して成品とされるか、必要によつてはメツキ、
水洗後燐酸塩処理、クロム酸処理、クロム酸−燐
酸塩処理等の後処理を施した後同様にして成品と
される。缶内面側により高度な耐食性が必要な場合に
は、缶外面側となる亜鉛メツキ層の上にのみ錫メ
ツキを施し、缶内面側には水洗乾燥、あるいは接
着性をより高めたり場合には、上述の各種後処理
を施した後、有機樹脂を介してアルミニウム若し
くはアルミニウム合金箔の層を積層する。有機樹
脂層は鋼基体とアルミニウム系の箔とを強固に接
合させる機能とアルミニウム系箔による防食作用
がなくなつた場合の耐食性保持の機能を持つ事が
重要である。又、基体の鋼とアルミニウム系箔と
の間を電気的に絶縁し局部電池作用によるFe又
はAlの溶出速度の増大を防ぐ機能を持つ。有機
樹脂層はDI加工後にも接着力及び防食被膜とし
ての連続性が保たれる必要がある。この様な性能
を持つ有機樹脂として、アクリル系、ポリエステ
ル系、ポリアミド系、ポリオレフイン系等の軟質
熱可塑性のものあるいは合成ゴム系接着剤等が好
ましい。有機脂肪層の厚みを５〜100μｍとしたのは5μ
ｍ未満では上述の有機脂肪層に必要な機能が得ら
れず、一方100μｍで接着性能が飽和してそれを
こえる厚みは不要なためである。有機樹脂層の厚
みは厚い程耐食性被膜として優れているが、DI
缶とする場合でも50μｍ以下で充分な性能を得る
事が出来る。而して、性能、経済性の面から15〜
30μｍの厚みが最も望ましい。有機樹脂層の上に
積層するアルミニウム系箔は主に３つの重要な機
能を持つている。第１は耐食性である。缶は製缶後エポキシフエ
ノール系塗料あるいはビニル系塗料で塗装され実
用に供せられるが、塗膜欠陥が発生した部分にお
いてアルミニウム系箔層が腐食性水溶液、酸素等
の基体への浸透を防ぎ、Feの溶出を抑制する。第２は製缶加工性の向上である。耐食性のみの
問題であれば下層の有機樹脂層を厚く、例えば
50μｍ以上とすればある程度解決する。しかし、
DI缶の様に強度の加工が施される場合には樹脂
層のみでは樹脂層が成形パンチに付着し易いた
め、成形された缶がパンチより抜け難くなり高速
製缶性を大きく損なう事になる。この様な難点は
最表面に金属系の複膜を付与すれば解決するが、
耐食性、金属箔自体の加工性、価格等から、アル
ミニウム系箔が最も適している。第３は、下層の有機物層の特性を保護する事に
ある。アルミニウム系箔層はDI加工時に有機樹
脂層が剪断力により破壊されるのを防ぎ、層状の
被膜として残存する事を可能にし、それによつて
加工後の内面塗装焼成時の加熱（170〜210℃）で
下層の有機樹脂層が溶融し、接着力の回復、加工
欠陥の修復等に寄与し、健全な被膜に回復するの
を助長する重要な役割を有している。アルミニウム系箔の厚みを５〜100μｍとした
理由は5μｍ未満では耐食性向上効果が小さく、
一方100μｍで、耐食性が飽和し、それ以上の厚
みの必要がなく経済的にも不利である事による。この様にして得た複合鋼板の有機樹脂層とアル
ミニウム系箔層の被膜を持つ面を缶内面として成
形された缶は、各種飲料その他腐食性の強い内容
物に対しても１回塗装で充分な性能を発揮する。
以上の如くにして得た缶用鋼板より製缶したDI
缶は缶外面においては無塗装でも優れた耐食性、
就中耐錆性を示し、缶内面側が錫メツキの場合に
は、従来のブリキと耐食性が同等で、缶内面側が
有機樹脂−アルミニウム系箔の場合には従来のア
ルミニウムあるいはブリキより優れた耐食性を持
つ。DI加工より軽度な加工の絞り缶に用いる場
合は更に優れた性能を発揮する。なお本発明において缶内面となる側の鋼板面に
有機樹脂を介してアルミニウム合金箔を積層する
場合には、鋼基体の耐食性の向上、あるいは鋼基
体と有機樹脂の接着性をより向上せしめるため
に、鋼基体表面にクロムメツキ、ニツケルメツキ
あるいは各種の合金メツキTFS、化成処理、等
を行なつた後に有機樹脂とアルミニウム系箔を積
層するのが好ましい。以下に本発明の実施例を示す。実施例１板厚0.32mmの薄鋼板の片面にメツキ量10ｇ／m²
の電気亜鉛メツキを施し、次いで亜鉛メツキ上に
は錫を１ｇ／m²、一方の非メツキ面には錫を5.6
ｇ／m²、電気メツキした。次いで、45℃の35ｇ／
の重クロム酸ソーダを含む水溶液中に浸漬処
理、水洗乾燥後2.5mg／m²のＤ、Ｏ、Ｓを塗布し
た。このメツキ鋼板より139mmφの円板を打抜き、
亜鉛メツキ側が缶外面になる様に直径85mmφの１
段目絞り、次いで65mmφの２段目絞りを行ない、
更に缶壁厚が0.1mmになる様しごき成形を行なつ
た。この様にして得たDI缶を燐酸ソーダ系の脱
脂剤で脱脂した後クロム酸−燐酸系の処理浴で表
面処理を施し、缶内面側にエポキシフエノール系
の塗料を80〜100mg／m²スプレー塗装、210℃で10
分間焼成更にビニル系塗料を60〜80mg／m²スプレ
ー塗装し205℃で５分間焼成した。この様にして得た缶にコーラ系炭酸飲料、レモ
ンライム−クエン酸系炭酸飲料、及び0.2％塩化
ベンザルコニウムを充填した。この缶を、一つ
は、水道水を入れたプラスチツク製容器中に立て
て入れ25℃の恒温室に置いた。又一つは缶を40
℃、相対湿度95％の恒温恒湿槽中にそのまま立て
て入れた。この様に２通りの方法で保管した場合
の各缶の外面腐食の状況を調査した。また、缶内面の耐食性を調べるため、乾燥した
38℃恒温室に入れ、内容物中への鉄溶出量、穿孔
缶発生数を調べた。その結果を第１表と第２表に
示した。実施例２板厚0.30mmの鋼板の片面にメツキ量５ｇ／m²の
電気亜鉛メツキと、その上にメツキ量２ｇ／m²の
電気錫メツキを行ない、次いで一方の非メツキ面
には微量の硫酸を含むクエン酸水溶液中で電解す
る事によつて付着量が金属クロム70mg／m²、と付
着量がクロムとして15mg／m²の水和酸化クロム層
の２層からなるTFS被膜を下地処理した。この
鋼板のクロム被膜付与面に厚み15μｍのマレイン
酸変性したポリプロピレン系接着剤を用い、180
℃で厚み10μｍのアルミニウム箔を接着して積層
被膜を形成した。この鋼板について内面塗装をエポキシフエノー
ル系塗料80〜100mg／m²を塗布し、210℃で10min
焼成した以外は、実施例１と同様にしてDI缶を
作成し、性能試験に供した。その結果を第１表と
第２表に示した。実施例３板厚0.28mmの鋼板の片面に、メツキ量15ｇ／m²
の電気亜鉛メツキとその上にメツキ量0.5ｇ／m²
の電気錫メツキを施し、次いで一方の非メツキ面
には厚み20μｍのポリエステル系接着剤を介し
て、20μｍのアルミニウム箔を積層した。この鋼
板について実施例２と同様にして、DI缶を作成
し、性能試験に供した。その結果を第１表と第２
表に示した。比較例１板厚0.32mm、メツキ量＃25／25（＃25：2.8ｇ／
m²）のブリキより実施例１と同様にてDI缶を作
成し性能試験を行なつた。その結果を第１表と第
２表に示した。比較例２板厚0.32mm、メツキ量＃50／50（＃50：5.6ｇ／
m²）のブリキより実施例１と同様にしてDI缶を
作成し、性能試験を行なつた。その結果を第１表
と第２表に示した。比較例３板厚0.32mmの鋼板の片面にメツキ量15ｇ／m²の
電気亜鉛メツキを施し、次いでもう一方の面にメ
ツキ量5.6ｇ／m²の電気錫メツキを施した。この
鋼板について、実施例１と同様にして、DI缶を
作成し、性能試験を行なつた。その結果を第１表
と第２表に示した。第１表と第２表より本発明の缶用鋼板を用いて
製缶を行つた場合には缶外面、缶内面のいずれに
おいても比較例に比べて耐食性が良好で、特に缶
外面の耐食性がすぐれている。

【表】

【表】（発明の効果） (1) 本発明の缶用鋼板は製缶後の缶外面の耐食性
が飛躍的に向上し、缶の外面塗装が不要になる
のでコストを低下できる。 (2) 缶内面の耐食性も従来に比べて同等以上です
ぐれている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明複合鋼板の断面説明図、第２図
は本発明複合鋼板の他の例を示す断面説明図１……錫メツキ層、２……亜鉛メツキ層、３…
…鋼板、４……有機樹脂層、５……アルミニウム
若しくはアルミニウム合金箔、６……錫メツキ
層。

Claims

【特許請求の範囲】１薄鋼板の製缶後に外面となる面にメツキ量５
〜20ｇ／m²の亜鉛メツキ層と、該亜鉛メツキ層の
上にメツキ量0.5〜３ｇ／m²の錫メツキ層を有し、
製缶後に内面となる面に厚み５〜100μｍの有機
樹脂層と、該有機樹脂層の上に厚み５〜100μｍ
のアルミニウム若しくはアルミニウム合金箔を積
層したことを特徴とする缶用複合鋼板。２薄鋼板の製缶後に外面となる面にメツキ量５
〜20ｇ／m²の亜鉛メツキ層と、該亜鉛メツキ層の
上にメツキ量0.5〜３ｇ／m²の錫メツキ層を有し、
製缶後に内面となる面にメツキ量１〜６ｇ／m²の
錫メツキ層を有する事を特徴とする缶用複合メツ
キ鋼板。