JPH059780A - 耐食性と外観に優れた容器用表面処理鋼板 - Google Patents

耐食性と外観に優れた容器用表面処理鋼板

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JPH059780A
JPH059780A JP18153891A JP18153891A JPH059780A JP H059780 A JPH059780 A JP H059780A JP 18153891 A JP18153891 A JP 18153891A JP 18153891 A JP18153891 A JP 18153891A JP H059780 A JPH059780 A JP H059780A
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corrosion resistance
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JP18153891A
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Shigeru Hirano
茂 平野
Tomoya Oga
智也 大賀
Mitsutoshi Inoue
満稔 井上
Tadaaki Ochiai
忠昭 落合
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、2ピース缶(絞りしごき加工(例
えばDI缶))の材料として使用される耐錆性と外観及
び高温塗装焼付け性に優れた容器用表面処理鋼板を提供
する。 【構成】 缶外面側に相当する面の下層に鉄を0.5〜
30%含有する0.5〜20g/m2 の亜鉛―鉄合金め
っき層を有し次いで上層に0.5〜10g/m2のスズ
めっき層を有し、場合によっては、最表層にクロム換算
付着量で1〜50mg/m2のクロメート被膜を有する
容器用表面処理鋼板により、優れた耐錆性と印刷仕上り
性及び高温塗装焼付け性を確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は2ピース缶(絞りしごき
加工(例えばDI缶))の材料として使用される耐錆性
と外観および高温塗装焼付け性に優れた容器用表面処理
鋼板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、飲料缶を中心にして絞りしごき加
工による製缶方式(例えばDI加工製缶方式)の発展が
著しく、これまで以上に高性能な容器用表面処理鋼板の
要求が非常に強い。
【0003】従来より、DI缶用表面処理鋼板として例
えば「鋼板にSnめっき層、その上にNiめっき層を施
したシーム溶接缶用鋼板(特公昭63―18676号公
報)」、「鋼板にSnめっき層、その上にクロメート処
理したシーム溶接缶用鋼板(特公昭63―30998号
公報)」、「Snめっき層の皮膜中に、Pを含有させた
シーム缶用電気めっき鋼板(特公平1―32308号公
報)」など多くのDI成形性の良好なブリキが使用され
てきたが、缶外面側の大きな問題点として、次の点が挙
げられる。
【0004】缶外面側において錆が発生しやすく、水
道水や川水あるいは塩水中に浸漬するとボトム部および
疵つき箇所において短時間に錆が発生する。
【0005】ブリキはDI成形後、缶外面側で光沢が
でるため印刷後の外観が暗くなり、印刷仕上がり性に問
題がある。
【0006】DI成形後、地鉄が露出するため化成処
理にばらつきを生じ、均一印刷性に問題がある。
【0007】現在、これらの問題に対して印刷前に行わ
れる下地塗装の塗装膜厚を厚くすることで対応すること
が可能である。
【0008】確かに塗装膜厚を厚くし塗膜欠陥の無い塗
装被膜を缶外面に塗装すれば、良好な印刷仕上がり性お
よび均一印刷性を確保できる。
【0009】しかし、この方法では塗装被膜の損傷部す
なわち缶外面の疵つき箇所の錆発生の問題については対
応することができない。
【0010】さらに塗装膜厚を厚くすると塗装費用が高
くつき経済的にも不利である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、缶外面側で
優れた耐錆性を発揮し良好な製缶加工特性(特にDI成
形性)を有し、DI成形後の印刷仕上がり性も良好であ
り、かつ均一印刷性も良好で経済的にも合致した容器用
表面処理鋼板を提供せんとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨とす
るところは鋼板の缶外面相当側にFeを0.5〜30%
含有するZn―Fe合金めっき層を0.5〜20g/m
2施し、その上に0.5〜10g/m2のSnめっき層を
施し、あるいはさらにクロム換算付着量で1〜50mg
/m2のクロメート皮膜を施した耐食性と外観に優れた
容器用表面処理鋼板を提供するものである。
【0013】
【作用】以下に本発明について詳細に説明する。
【0014】本発明において、めっき原板としては容器
用鋼板として用途に応じた材質を有するめっき原板を使
用する。
【0015】めっき原板の製造法は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、焼鈍、調質圧延などの工程を経て製造される。
【0016】このようにして製造されためっき原板の缶
外面に相当する面にZn―Fe合金めっきを施した後
に、Snめっきを行う。
【0017】缶内面側に相当する面は特に規制するもの
ではなく例えば通常のブリキあるいは有機フイルムをラ
ミネートしてもよい。
【0018】鋼板の缶外面相当側の下層にZn―Fe合
金めっきを施す目的は良好な耐錆性および良好な外観を
確保するものである。
【0019】すなわち、従来のスチールDI缶はDI加
工によりSnめっき層が損傷し地鉄が露出しており、水
分がDI缶表面に存在した場合、地鉄はSnに比べて電
位が卑になるため地鉄が腐食する。
【0020】しかしDI缶表面上に地鉄より卑なZn―
Fe合金が存在すると、Zn―Fe合金の地鉄に対する
犠牲防食作用により地鉄の腐食を防止して良好な耐錆性
を確保し、更に、DI加工後に良好な外観を確保するた
めにもZn―Fe合金のめっき量を0.5g/m2以上
にする必要がある。
【0021】従来のスチールDI缶は先に述べたよう
に、DI加工後に地鉄が露出するため、外観が暗く印刷
仕上がり性も悪い。
【0022】ところが下層に0.5g/m2以上のZn
―Fe合金めっき層を施すことにより、DI加工後の地
鉄の露出を防止し外観が白っぽく印刷仕上がり性も良好
な外観を呈する。
【0023】また、Zn―Fe合金めっき層の増加に、
印刷仕上がり性が向上するが、その量が10g/m2
越えるとこの効果が飽和域に達する。したがって、経済
的にもZn―Fe合金のめっき量は10g/m2以下で
ある。
【0024】また、このようなZn―Fe合金めっき層
の効果を得るには、めっき層中のFe含有率が0.5%
以上必要である。
【0025】すなわち、Fe含有量が0.5%未満の少
ない含有量では、DI加工後の製缶工程での塗装焼付け
時にめっき層の温度が198℃以上に上昇するとSnと
Znの接触面でめっき層が溶融し外観が悪化する問題が
ある。
【0026】これはSn―Zn合金が198℃に共晶点
を持つことによりめっき層の融点が低下するためであ
る。
【0027】しかし、0.5%以上のFe含有したZn
―Fe合金を下層めっきすると上層にSnめっきを施し
てもZnがFeと合金化しているため、Sn―Zn合金
層が生成される事がなく、高温、高速の塗装焼付けが可
能となる。
【0028】また、Zn―Fe合金化によるめっき層が
30%を越えると上層にSnをめっきを施しても絞りし
ごき加工性が著しく劣化してくる。
【0029】これはFe含有率が30%を越えるとZn
―Fe合金が純Znに比べて硬くなり、絞りしごき加工
に必要な潤滑性が失われていくためである。
【0030】したがって、Zn―Fe合金中に含有する
Fe含有率は0.5〜30%に規制する必要がある。
【0031】さらに上層のSnめっきは、下層のZn―
Fe合金めっき層に良好なDI加工性を付与するもの
で、0.5g/m2以上の目付量が必要である。
【0032】Snめっき量が0.5g/m2未満になる
とDI加工時の潤滑性不足となり、めっき層がダイスに
より損傷を受ける「かじり」の発生が大きくなる。
【0033】しかし、めっき量が10g/m2を越える
Snめっき層は、DI加工性の向上効果が飽和し経済的
に不利となる。したがって、上層のSnめっき量は0.
5〜10g/m2とした。
【0034】このように優れた特性を有する下層Zn―
Fe合金めっき層、上層Snめっき層を形成するための
めっき浴は特に規制されるものではなく、下層のZn―
Fe合金めっきは硫酸浴、ピロリン酸浴、シアン浴、塩
化物浴が用いられ、合金めっき層中のFe%は主に各々
の浴中の金属イオン量のバランスでコントロールし、合
金めっき量も電解に要するクーロン数でコントロールで
得ることができる。
【0035】またSnめっきはピロリン酸浴、シアン
浴、硫酸浴、塩化物浴、フェロスタン浴が用いられ、め
っき量は電解に要するクーロン数でコントロールする。
【0036】(クロメート)さらに、本発明においては
上記のように外面相当面の下層にZn―Fe合金めっき
層を上層にSnめっき層を有するめっき鋼板に対して、
めっき層の空気酸化による変色を防止する目的から、必
要に応じてクロメート処理を施す。
【0037】クロメート処理は、一般にクロム酸のナト
リウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩の水溶液が使用
され、処理方法は特に規制されないが例えば浸漬処理、
スプレー処理、電解処理である。
【0038】クロメート処理によるクロメート付着量は
金属クロム量換算で1mg/m2以上が必要である。
【0039】これは1mg/m2未満の少ないクロム付
着量ではクロメート処理により生成するクロメート被膜
が完全にめっき鋼板を覆うことができないため、空気酸
化による変色を防ぐことができない。
【0040】また、クロム付着量が50mg/m2を越
えると経済的に不利である。
【0041】このようにめっき層の空気酸化を防ぐため
に微量のクロメート被膜が有効である。
【0042】更にDI成形後に塗装性能、塗装後耐食性
を向上させるために化成処理としてクロメート処理ある
いはリン酸処理が施されるが、本発明においてはDI成
形後のこれらの処理方法及び処理条件については、特に
規制するものではなく、通常行われている処理方法が適
用される。
【0043】
【実施例】以下に本発明の実施例について述べる。その
結果を表1に示す。
【0044】冷間圧延、焼鈍工程により、DI缶用途に
応じた材質と板厚に調整しためっき原板を5%苛性ソー
ダ中で電解脱脂水洗後、10%硫酸中で電解酸洗し表面
活性化後、缶内面に相当する面に(1)―(イ)、
(ロ)に示す条件でSnめっきを、あるいは(2)に示
す条件で有機フイルムのラミネートを行い、引き続き缶
外面に相当する面の下層に(3)―(イ)、(ロ)に示
す条件でZn―Feめっきを行い、上層に(1)―
(イ)、(ロ)に示す条件でSnめっきを施した。
【0045】また、クロメート処理を行う場合は、
(4)に示す条件で行った。
【0046】(1)Snめっき条件 (イ)硫酸浴めっき浴組成 硫酸第一錫 10g/l 硫酸ソーダ 300g/l めっき浴温 55℃ 電流密度 10〜30A/dm2(電解時間はめ
っき量に応じて調整)
【0047】(ロ)ピロリン酸めっき浴組成 ピロリン酸第一錫 50g/l ピロリン酸カリウム 100g/l めっき浴温 50℃ 電流密度 10〜30A/dm2(電解時間
はめっき量に応じて調整)
【0048】(2)有機フイルムラミネート条件 膜厚40μmのポリエチレンテレフタレートフイルム、
200℃、1秒でラミネート
【0049】(3)Zn―Fe合金めっき条件 (イ)ピロリン酸浴めっき浴組成 ピロリン酸亜鉛 10〜150g/l(合金組成に
応じて調整) ピロリン酸鉄 20〜100g/l(合金組成に
応じて調整) ピロリン酸カリウム 250g/l めっき浴温 50℃ 電流密度 10〜30A/dm2 (電解時間
はめっき量に応じて調整)
【0050】(ロ)硫酸浴めっき浴組成 硫酸亜鉛 30〜250g/l(合金組成に応じ
て調整) 硫酸鉄 10〜100g/l(合金組成に応じ
て調整) 硫酸ソーダ 80g/l めっき浴温 55℃ 電流密度 20〜40A/dm2 (電解時間はめ
っき量に応じて調整)
【0051】(4)クロメート処理条件 浴組成 二クロム酸ソーダ 24g/l pH 4.5 めっき浴温 45℃
【0052】処理条件 浸漬処理 上記処理材について、以下に示す(A)〜(D)の項目
について試験を行いその性能を評価した。
【0053】(A)DI成形性水溶性エマルジョンタイ
プのクーラントを使用して、ブランクサイズ136mm
φから缶径65.9mmφまで製缶スピード110缶/
minの成形条件でDI缶を成形し、各種処理材のDI
成形性を評価した。尚、評価基準は以下の基準で判定し
た。
【0054】◎;DI成形性は極めて良好。 ○;しごき加工時外面に若干かじりが発生するが、DI
成形良好。 △;DI成形は可能であるが、しごき加工時外面に強度
のかじりが発生し、DI成形性に劣る。 ×;DI成形過程で材料が破断し、DI成形不可能。
【0055】(B)DI成形後の印刷仕上がり性 (A)の条件でDI缶を作成し、赤、白、黄色の缶外面
用インキを膜厚5μで印刷し、その印刷仕上がり性を目
視で判定した。判定基準は以下のとおり。
【0056】○;印刷後の外観が白っぽく、印刷仕上が
り性が極めて良好。 △;印刷後の外観に若干光沢が認められ、印刷仕上がり
性が若干劣る。 ×;印刷後の外観にブリキと同程度の光沢が認められ、
印刷仕上がり性に劣る。
【0057】(C)外面側の耐錆性 (A)、(B)の条件で作成したDI印刷缶の外面側の
耐錆性を以下の評価テストにて評価した。尚、評価材は
ウォール部に疵をつけた部分とボトム部を評価した。
【0058】水道水浸漬テスト:評価材を水道水中に常
温で3日間浸漬し、評価該当部の発錆率を測定した。
【0059】冷凍サイクルテスト:評価材を−15℃の
冷凍庫に30min保定後、すぐ49℃相対湿度98%
以上の湿気槽に60min入れた後、常温で室内に22
時間放置するのを1サイクルとして15サイクル試験を
継続し、評価該当部の発錆率を測定した。
【0060】湿気槽テスト:49℃相対湿度98%以上
の湿気槽に2週間保管し、評価該当部の発錆率を測定し
た。
【0061】尚、各試験での耐錆性の評価基準は以下の
とおり ◎;錆の発生が全く認められなく、耐錆性極めて良好。 ○;発錆率が5%以下で耐錆性良好。 △;発錆率5〜30%で耐錆性やや劣る。 ×;発錆率30%以上で耐錆性がブリキと同程度に劣
る。
【0062】(D)めっき層溶融試験 (A)の条件で作成したDI缶を230℃の乾燥炉に1
0min保定し、缶外面のめっき層の溶融を目視で観察
した。判定基準は以下のとおり。
【0063】○;めっき層の溶融が全く認められない。 △;めっき層の溶融がわずかに認められる。 ×;めっき層の溶融が缶全体に認められる。
【0064】
【発明の効果】上記の試験結果から明らかなように、本
発明法で得られためっき鋼板の成形性、印刷仕上がり性
は、比較材として提示した本発明の範囲から逸脱するめ
っき鋼板に比し、安定して優れた性能を示す。
【0065】
【表1】
【0066】
【0067】
【0068】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 落合 忠昭 富津市新富20―1 新日本製鐵株式会社中 央研究本部内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板の缶外面相当側にFeを0.5〜3
    0%含有するZn―Fe合金めっき層を0.5〜20g
    /m2施し、その上に0.5〜10g/m2のSnめっき
    層を施した事を特徴とする耐食性と外観に優れた容器用
    表面処理鋼板。
  2. 【請求項2】 鋼板の缶外面相当側にFeを0.5〜3
    0%含有するZn―Fe合金めっき層を0.5〜20g
    /m2施し、その上に0.5〜10g/m2のSnめっき
    層を施し、さらにクロム換算付着量で1〜50mg/m
    2のクロメート皮膜を施した事を特徴とする耐食性と外
    観に優れた容器用表面処理鋼板。
JP18153891A 1991-06-27 1991-06-27 耐食性と外観に優れた容器用表面処理鋼板 Withdrawn JPH059780A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102408744A (zh) * 2011-08-10 2012-04-11 中北大学 一种用于染料敏化太阳能电池的光敏燃料及其制备方法
WO2015056786A1 (ja) * 2013-10-18 2015-04-23 新日鐵住金株式会社 めっき鋼材、塗装鋼材及びめっき鋼材の製造方法

Cited By (3)

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Effective date: 19980903