JPH01298141A - 耐食性の優れた缶蓋用溶融アルミニウムめっき鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は１耐食性の優れた缶蓋用溶融アルミニウムめっ
き鋼板に関するものである。

従来の技術 ビール・炭酸飲料あるいは一般飲料缶の分野においては
、金属缶が、内容物の保存性、頑丈さ、外観の美麗さ、
価格等の多くの利点を有するため幅広く利用されている
。なかでも１缶蓋の一部を人間の手で容易に開けうる易
開缶性容器蓋は、屋外にて消費されることが多い飲料缶
の分野においては必須のものとなっている。

この易開缶性容器蓋（以下Ｅ　ＯＥ　：　Ｅａｓｙ　０
ｐｅｎＥｎｄと略称する）は、様々な方式により製造さ
れているが、国内ではスコア方式が最も多用されている
。スコア方式とは、開缶する部分を形どった切り込みを
蓋素材に入れ、その部分を人力により引き裂くことによ
り開缶する方式を示している。

人力により引き裂くためには、力をかけるための取手（
以下タブと呼称する）が必要であり、このタブを缶蓋に
固定するには、リベット方式が採用されている。リベッ
ト方式とは、機械的にタブをかしめる方式を意味してい
る。

現在、ＥＯＥ用に使用されてる素材には、アルミニウム
とぶりき（錫めっき鋼板）がある、これらの素材は、表
裏に約５ミクロン程度の有機塗装後ＥＯＥ成形に供され
るが、スコア加工あるいはリベ−／　）加工はかなりの
厳しい加工であり、加工前に施された薄い塗膜には欠陥
が生じ易く、素材の耐食性が重要視されている。

一方、アルミめっき鋼板は、耐熱性、耐食性が優れてお
り、従来から溶融めっき法によって製造されている。従
来の溶融アルミニウムめっき鋼板は、溶融アルミと素地
である鉄とが反応して、かなり厚い合金層が生成してお
り、厳しい加工に曝された場合、合金層よりアルミニウ
ム皮膜が剥離するため、容器用材料としては使用されな
かった０合金層は、光学顕微鏡程度の倍率（Ｘ　５００
）で十分観察できる程の厚さに発達しており、完全に鉄
面を合金層で被覆してしまっている。

合金層成長の抑制方法として、アルミニウムにシリコン
を１０％程度添加する方法がある。また、溶融めっきを
行なう前に予備めっきを行ない、鋼板とアルミニウムめ
っき層との間に形成される合金層着を低減させる方法と
して、例えば特開昭５７−７６１７８号公報、特開昭５
７−１４０８８４号公報、特開昭５８−３３４８３号公
報、特開昭５７−１１４８５０号公報、特開昭５７−７
０２ＥｌＢ号公報等に記載の方法が提案されている。

しかし、これらの方法ではいずれも合金層の低減は不十
分であり、厚さが薄くとも、完全に鉄面な合金層にて被
覆してしまっているため、加工性の良好な鋼板を得るこ
とは困難であり、容器用、ましてやＥＯＥ等の缶蓋とし
て適用された例はない。

発明が解決しようとする課題 ぶりきの場合、めっき厚が非常に薄いため、スコア加工
部あるいはリベット加工部等では、塗膜に欠陥が生じる
と共に鉄素地が露出することが多く、高酸性飲料を内容
物とする場合、鉄溶出による味、フレーバーの低下を招
き易い弱い欠点を有している。従って、耐食性を改善す
るため、ＥＯＥ成形後にスコア加工部およびリベット加
工部を、有ａ塗料により再度塗装せざるをえない現状に
ある。

また、ぶりきの場合、一般的に有機塗料の密看性が良く
ないため、缶蓋巻き締め部内面（以下ＣＳ　：　Ｃｏｕ
ｎｔｅｒｓｉｎｋ部と呼称する）においても塗膜欠陥が
生じ易く、鉄溶出による味、フレーバー問題を生じ易い
傾向を有している。

アルミニウムの場合、素材そのものが内容物の腐食性を
左右する有機酸に比較的強い特性を有するため、スコア
加工部およびリベット加工部で塗膜に欠陥が生じたとし
ても、必ずしも補修塗装をする必要がない利点を有して
いる。

本発明は、以上詳述した様なぶりきの欠点を解消するた
め、アルミニウムの高耐食性を利用し。

補修塗装を必要としない、耐食性の優れた古着用溶融ア
ルミニウムめっき鋼板を提供することを目的としてなさ
れたものである。

また他の目的は従来のアルミニウムめっき鋼板の加工性
上の欠点を解消して、缶蓋用に適用できるアルミニウム
めっき鋼板を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明は前記の目的を達成するために、従来のアルミニ
ウムめっき鋼板のＦｅ−Ｍ合金層が鋼板表面を完全に被
覆している点を改良して、Ｆｅ−Ｍ合金層を部分的に破
壊し、その破壊部において鋼板素地とめっき皮膜である
ＭまたはＡｔ合金を直接会居間結合させると共に最表層
部にクロム化合物を被覆させたことに特徴がある。

すなわち、本発明は、薄鋼板の表面にＦｅ−Ａ１合金層
と、その表面にＭ皮膜またはＭ合金皮膜と、さらにその
表面に少くとも最表層がクロムに換算して５〜５０ｍｇ
／ｒｒＩ′のクロム化合物からなる皮膜を有し、且つ前
記のＦｅ−Ｍ合金層には破断部を有し、該破断部を介し
てＦｅとＭ皮膜またはＭ合金皮膜が１０５以上の金属間
結合を有することを特徴とする耐食性に優れた缶蓋用溶
融アルミニウムめっき鋼板である。

作用 以下、本発明について詳しく説明する。

本発明の特徴の一つは、素地である鉄とめっき金属であ
るアルミニウムまたはアルミニウム合金との結合形態を
変える所にある。前述した如く、従来の溶融アルミニウ
ムめっき鋼板では、必ず鉄素地は合金層に覆われており
、その厚みにより加工性に若干の差は存在するが、スコ
ア加工あるいはリベ−／　ト加工等強度の加工にさらさ
れた場合、合金層の破壊に起因するめっき皮膜の剥離が
発生し、ＥＯＥ用鋼板として使用することが出来ない。

本発明は、めっき金属の加工密着性を得るため、素Ｊ′
ｌ！！鋼板とめっき金属間に一定限度以上の金属間結合
を確保する。ここでいう金属間結合とは、鉄とめっき金
属との界面に実質的に合金層が存在しない状態を示すも
のであり、例えば、電気めっきによって金属をめっきし
た場合の鉄とめっき金属との界面に類似したものである
。

本発明における前記の金属間結合の割合は、溶融アルミ
ニウムめっき鋼板の断面をｇｌＪ微鏡で観察して、線状
に観察される合金層部分の全長（観察視野全長）に対す
る破線部（合金層が破壊されている部分）の長さの合計
の百分率をもって金属間結合率とした。

本発明は１めっき層を剥離させることなく部分的に合金
層を破壊し、一定限度以上の金属間結合を持たせること
により、ＥＯＥ加工にも耐えうる溶融アルミめっき鋼板
を見出したものである。めっき層を剥離させることなく
合金層を破壊するためには冷間圧延法が最適であるが、
余り強度の加工を行なうと母材の機械的性質を劣化させ
、鋼板そのものの加工性に問題を生じる。めっき皮膜の
密着性は、冷間圧延の圧下率が大きくなるとともに向上
するが、母材の機械的性質は劣化するため適度の圧下率
が設定されなければならない、冷間圧延のかけ方として
は、多パス圧延を行なう場合、前段にて高圧下率を採用
するほうが良好な密着性を得ることが出来る。

全圧下率としては、５％〜５０％、更に望ましくは１０
〜３０％の圧下率により、Ｎ着性を向トするために必要
な１０５以上の鉄〜アルミニウム金属間結合を生成させ
ると共に、母材の機械的性質を確保することが必要であ
る。

その際、合金層厚みとしては、出来るだけ薄いことが望
ましく、　３．０ミクロン以下、出来れば１．５ミクロ
ン以下にすることが肝要である。

このような方法により、加工密着性に優れた溶融アルミ
ニウムめっき鋼板を得ることが出来るが、缶蓋用として
はそれだけでは性能的に不十分であり、アルミニウム表
面は有機塗膜により被覆されなければならない、その際
、有機塗膜の加工密着性および塗装耐食性は極めて重要
な要因であり、少くとも最表層にクロム化合物皮膜の存
在が必要である。

本発明者らの知見した所によれば、少くとも最表層にク
ロム化合物を有する皮膜を形成する例としては、若干の
陰イオンを含んだクロム酸溶液中にて陰極電解処理を行
なうことにより、金属クロムと水和酸化クロム皮膜の２
層構造を有する皮膜を７「解で形成させる方法、あるい
は重クロム酸化合物溶液中にて陰極電解処理を行なうこ
とにより、水利酸化クロムを主体とする皮膜を電解で形
成させる方法等が有効であった。

この際、クロム皮膜量として、クロムに検算して、５Ｉ
Ｉｇ／ｒｎ’未満では有機塗膜の加工密着性および塗装
耐食性に対する効果が弱＜　、　５０ｍｇ／　ｒｎ’超
では有効性が飽和すると共にクロム皮膜による着色が起
こり好ましくない。

特に望ましいクロム皮膜量としては、１５〜３０層ｇ／
ゴである。

クロム皮膜の形成法としては、電解法に限定するもので
はなく、化学反応により形成されるクロム化合物皮膜に
ても十分な性ｆｌを得ることが出来る０例えば、クロム
酸、リン酸およびフ−Ｉｓを主成分とする処理液中にて
、リン酸クロム皮膜を５〜５０１ｇ／ｒｒｆ形成させる
事により、極めて優れた有機塗膜の加工密着性および塗
装耐食性を得る番が出来る。

なお、本発明でいうアルミニウム合金とは、シリコン、
マンガン、マグネシウム、鉄等をアルミニウムに配合し
て合金化させたものをいう。

本発明は溶融アルミニウムまたは溶融アルミニウム合金
めっき鋼板をベースとして、鉄とめっき金属が一定以上
の金属間結合を有するのでめっき密着性がすぐれ、また
表面に有機塗装を施し、その後にスコア方式のＥＯＥを
製造すれば極めて優れた有機塗膜の加工密着性および塗
装耐食性を得るＩバが出来ることより、成形後に耐食性
を保持するための補修塗装を行なわずとも十分な耐食性
を得ることが出来る。

このような効果は他の用途、例えば一般の製蓋用として
も良好な耐食性を期待することが出来る。

実施例１ 板厚０．２５ｍｍの薄鋼板の両面に表裏合計３０ｐｍの
アルミニラＪ、（１０％シリコン含有）めっきを行なっ
た。めっき後、冷間圧延により０．２２＋＋ｎにまで圧
延し１５％の金属結合を有する溶融アルミニウムめっき
鋼板をｔｌ）た、この鋼板を、クロム酸、リン酸および
フッ酸を主成分とする化成処理液中に浸漬し、２５＋ｓ
ｇ／ｒｎ’のリン酸クロム皮膜を得た。

この鋼板の片面にエポキシフェノール系の塗料を５ｇｍ
、もう片面にビニル系の塗料を５１Ｌｍ塗ｌσしたのち
、ＥＯＥの成形を行なった。

ＥＯＥの成形はスコア方式のものとし、スコア部のスチ
ール残厚が８５ｐｍになるようにビニル系の塗料面を缶
外面になるよう成形した。成形したＥＯＥのスコア部内
面側の塗膜を剥＃後、めっき面を詳細に調査した所、鉄
が露出したところは皆無であった。鉄の露出程度は、Ｘ
線マイクロアナライザーにより、表面に鉄が検出される
かどうかにより判定したものである。また、リベット加
工部におけるアルミニウム皮膜の′ｆＥ着性は極めて優
れたものであり、皮膜！［は皆無であった。

実施例２ 板厚０．３０ｍｍの薄鋼板の両面に表裏合計５０用ｍの
アルミニウム（１０％シリコン含有）めっきを行なった
。めっき後、冷間圧延により０．２４ｍｍにまで圧延し
４０％の金属結合を有する溶融アルミニウムめっき鋼板
を得た。この鋼板を、重クロム酸ソーダを主体とする溶
液中にて陰極電解し、８ｍｇ／ｒｎ’の水和酸化クロム
皮膜を得た。

この鋼板の片面にエポキシフェノール系、もう片方の面
にビニル系の塗料を塗装し、エポキシフェノール系塗料
面を缶内面として製蓋加工に供した。

製蓋加工後、内面のエポキシフェノール系塗料を溶剤剥
離し、アルミニウム皮膜の密着性および均一性を調べた
所、皮膜剥離は全くなく、鉄露出も皆無であった。

比較例１ 板厚０．１８ｍ５の薄鋼板の両面に表裏合計４０ｐｍの
アルミニウム（１０％シリコン含有）めっきを行なった
。このめっき鋼板での鉄〜アルミニウム間には約３ｇｍ
の厚さの合金層が存在し、金属間結合は０％であった。

この鋼板表面をクロメート処理および実施例１と同様の
塗装後、スコア方式のＥＯＥ成形を行なった所、リベッ
ト部においてアルミニウムの剥離が起こり、実用的性ｔ
Ｅのないものであった。

発明の詳細 な説明したとおり、本発明のめっき鋼板は加工性、密着
性、耐食性に優れたもので缶蓋用として有用なものであ
る。

代理人ブｒ理士　井　Ｌ　′ｓ　生

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、薄鋼板の表面に鉄−アルミニウム合金層と、その表
   面にアルミニウム皮膜またはアルミニウム合金皮膜と、
   さらにその表面に少くとも最表層がクロムに換算して５
   〜５０ｍｇ／ｍ＾２のクロム化合物からなる皮膜を有し
   、且つ前記の鉄−アルミニウム合金層には破断部を有し
   、該破断部を介して鉄とアルミニウム皮膜またはアルミ
   ニウム合金皮膜が１０％以上金属結合していることを特
   徴とする耐食性に優れた缶蓋用溶融アルミニウムめっき
   鋼板。