JPH02270951A - 高耐食性容器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、優れた容器特性を有した高耐食性容器用溶融
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・炭酸飲料等の飲料缶には、アルミニウム板、あ
るいは鋼板に錫めっきを施したぶりきが使用されている
。昭和４０年代までは、半田付けあるいは接着による製
缶が主体であったが、絞りとしごき加工による缶（以下
業界の慣例に従いＤＩ缶と呼称する）が発明されて以来
、使用される素材はアルミニウムとぶりきの２者となっ
た。

これはＤＩ缶の製造には１缶外面における高度な加工潤
滑性と缶内面における優れた耐食性が必要な方法として
は、特許出願公告、昭５１−４６７３９号公報、昭５３
−４３３４６号公報等に記載の方法が提言されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしこれらの方法では１合金層の低減とある程度の加
工性の向上は達成されているが、加工後のアルミニウム
めっき皮膜の密着性が非常に悪く、耐食性にもかなりの
問題がある。

また加工後のアルミニウムめっき皮膜の密着性を向」−
させる方法どして、特願昭Ｃ３３−，１２８１９９号に
記載の方法があるが、加■″、後の裸耐食性が不十分で
、塗膜欠陥が存在した場合１：゛は十分な耐食性を発揮
することができない。

本発明の１］的は、従来の溶融アルミニウムめっき・Ｉ
ＩＩｍの欠点を解消するとともに、加工後のアルミニウ
ムめっき皮膜の耐食竹右向十、させ７た容器用溶融アル
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［るために５従来のＡｆｌ−
Ｓｉめ−１，き浴にＭｇを重加しで、Ａｌ−５ｉ−Ｍに
から成るめ・）き皮膜を鋼板にに形成するとともに、Ｆ
（４Ａｌ−５Ｌ−Ｍに合金を・鋼板どの界面に生じさせ
、圧延すること１．″より、この合金層を部分的に破断
させ、さらに破断部において鉄−アルミニラ１１め〕き
を直接金属結合させた鋼板右提供するものである。すな
わち本発明は、 ■　薄鋼板の少なくとも１１面にＭｇ含白耽０．１〜３
．０重意％、　Ｓｉ含有旦０゜８−・１２．０重量“Ａ
、残部がＡｌ　　および不可避的不純物よりなる溶融ア
ルミニウムめっきを有（，２、鋼板ど］′ルミニウムめ
−）き皮膜の界面に存在する合金層（こけ部分的に破断
部が存在し２．１０％以上の鉄−アルミニウムめっき１
１目の直接的な金属結合Δ・有Ｊる。二どを特徴とする
高「１・１食性容器用溶融アルミニウムめっき鋼板、（
２）　　表面に夕日メート・・、あるいはりュ／酸塩処
理を有する。ごどへ・・特徴とする特許請求範囲第（１
）項）、５記絨の高耐食性容器用溶融ノ′ルミニウムめ
１、）き鋼板、である・ （作用） 以１ζ本発明について詳細【、説明４゛る７本発明は容
器用鋼板としで、Ａｌ−５ｉ−ＭＨ系の溶融アルミーウ
／・、め−〕き鋼板を用いて耐食性のｉｉ′ｉｌトを図
ったもので！ある。

従来のぶりき等の容器用表面処理鋼板は１缶外面におし
ｊる加玉−性１．潤滑性には優れた特性を発揮するが、
缶内向にＪ′♂いでは、ＤＩ加工後に施される内面塗装
が完璧て゛ない場合、塗膜の欠陥部より鉄溶出が起、て
り、味、フレーバー・の低−ドをもたらすという問題が
ある。したがって、ぶりき等の表面処理鋼板の場合、Ｄ
Ｉ加工後に２回の缶内面塗装が必要とされでいる。

本発明はＤＩ加工のような厳Ｌ２い加−１−４番；゛耐
λることはもちろんのこと、アルミニウムめ、っき皮膜
に犠牲防食作用を持たゼて、　Ｉ−）　１加工後の耐食
イ１を・向１−させ、アルミニウム１−）Ｉ　５２同様
のｆ１１内面］回卒装を実現できる溶融アルミニラ１１
めっき鋼板を３（、い出しまたものである。

耐食性はＡｌ〜８１めっき浴にＭ　、−を添加するざど
Ｌ６より向Ｊ−１”る。これはめっきＬ＝Ｊ７．−）で
得られるＡｌ−５ｊ−匂皮収がビール、炭酸飲料中で鋼
素地に対しで電位的に卑どなり、適Ｊσの犠牲防食作用
を示すこと番、よる。　このＡｌ２−３１−Ｍｇ皮＋Ｂ
ｙ　Ｉ７）犠牲防食作用１．コより、缶内面側に塗膜欠
陥が存７（！２、Ｃも、電位的し６、鋼素地Ｊ、り卑マ
、・あろＡｌ−８ｉ−な皮膜が優先的に内容物中に溶出
「るため、鉄、の溶出は抑制され、味、フレー・バ・−
の低］ζが抑制される。、この場合のＭ８添加量は０．
１〜３．０％が好、＋Ｌい。これは、０．１％以十の添
加量では−１分な犠４ｑ防食イ１用を示さないＬ２．３
．０％以トでは効果が飽和し１、ｒし７上う、゛とど、
めっき浴の粘性が大きくなり過ぎて、よい（−１状のめ
っき表面が得られなくなるからで１ちる。

加Ｉ−竹は溶融めっき後に冷間圧延し、合金Ｊ？’）を
部分的ＩＪ゛破断さゼ鉄〜アルｑニウムめっき間の的接
的な金属結合を生じさせることにより得ることができる
。　この場合の圧Ｆ率は々ｆ”土し、１＜は０．５・・
−・４　ｔ）％、がよい、１これ１．」」合金層量どの
関係もあるが、小さなバー、ド率ひは、秩−ｊ′ルミ７
”ラムめ一つき間の直接的結合が少ないために十分なめ
っき密着＋′１が得１゛）れないためｅある。またあま
り高月■・の圧延を行な−）ど今度はＩＯＨの機械的性
質を劣化させ、ＳＮ十反ｔのものの丁、）■加工（１【
１問題を牛（，２ろｔめζある。

よノミ合金層とアルミニウムめっき皮膜量４＋１重量７
１りる。

合伶層のにが少ない時（１へ・４μｍ程度）には０．５
・−・：３０％程度のＪ’、Ｅ　””Ｉ・率で１（）％
以１−１の鉄−アルミニウムめっき間の直接金属結合が
生じる。合金地が多くなると（・１〜１０μｍ）　３０
へ７０％１）Ａ度のＩＦＥ　””Ｔぐ率が必要である。

ただし、４０％以上の圧下率で圧延した場合。

素材の機械的性質の劣化が激しいため、ＤＩ成形時のフ
ランジ成形性等に問題が生じるため好ましくない。

またアルミニウムめっき皮膜量に関しては合金層の２倍
以上が好ましい。なぜならＤ１加工時に硬い合金層の存
在を緩和するためには、軟らかい金属刃の存在が必要で
あり、少なければＤＩ加工時に微細なカジリが多数発生
し外観を悪くするからである。

このような方法で製造された溶融アルミニウムめっき鋼
板は、めっき密着性、加工性、耐食性が優れているので
、ＤＩ缶用要素材として適している。

２回絞りまたは３回絞り缶（通常ＤＲＤ缶と称する）用
鋼板は、通常缶用鋼板を脱脂、酸洗等の表面処理をした
後、最表層にクロム化合物を有する皮膜の形成処理、ま
たはりん酸処理を施して塗装される。このＤＲＤ缶用の
素材としても、本発明は優れた耐食性を発揮する。

この際、クロム皮膜量として、クロムに換算して５ｍｇ
／ｒｒ？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く、５０■／イ超では有効性が飽和
するとともに、クロム皮膜による着色が起こり好ましく
ない６特に望ましいクロム皮膜量としては、１５〜３０
■／Ｍである。

クロム化合物皮膜の形成法としては、電解法に限定する
ものでなく、化学反応により形成されるクロム化合物皮
膜でも十分な性能を得る二とができる。例えば、クロム
酸、リン酸およびフッ酸を主成分とする処理液中にて、
リン酸クロム皮膜を５〜３０■／イ形成させたものでも
、優れた有機塗料の加工密着性および耐食性を得ること
ができる。

（実施例） 以下本発明の実施例を示す。

実施例１ 板厚０．３２８ａｍの冷間圧延後の薄鋼板を、連続溶融
アルミニウムめっきラインに通し、３％Ｓｉ、０．５％
Ｍｇを含むめっき浴にてめっきを行なった。

その際合金層は片面２．０μ囚、アルミニウムめっき層
は片面２０μｍとなるように、　めっき時のヒートサイ
クルを調整した。めっき後、全板厚０．３７２ｍｍの鋼
板を２スタンドの冷間圧延機にて２０％の圧下率（１段
目１５％、２段目５％）にて０．３００＋ｎｍまで圧延
した。この鋼板の断面を光学顕微鏡で１！察したところ
、合金層が部分的に破断され、鋼素地とアルミニウム皮
膜との金属結合部は約２７％であった。

Ｄｒ加工は、　ブランク径１３９ｍより２回の絞り加工
によって内径６５ｍｍのカップに成形された後、３段に
及ぶしごき加工により、缶高約１３０ｎｎになるように
行なわれた。

このような一連の成形加工段階において、溶融アルミニ
ウムめっき皮膜は全く剥離することなく加工に耐えた。

缶内面塗装としては、４０■／缶のエポキシ系缶用塗料
をスプレー塗装を行ない、焼き付けた。この缶にビール
を内容物として充填し、室温にて６ケ月経過後のＡ［、
Ｆｅ、　Ｍｇの溶出量を測定したところ、０．２０ｐｐ
ｍのｉ溶呂が測定されたが、Ｆｅ、　Ｍｇについては測
定の検出限界以下　（＜０．０１ｐｐｍ）であり、実用
的に極めて優れた耐食性を有することが確認された。

実施例２ 板厚０．３３７ｍｍの冷間圧延後のｙａｍ板を、連続溶
融アルミニウムめっきラインに通し、７％Ｓｉ、２％Ｍ
ｇを含むめっき浴にてめっきを行なった。その際合金層
は片面２．２μｍ、アルミニウムめっき層は片面２５μ
ｍとなるように、　めっき時のヒートサイクルを調整し
た。めっき後、全板厚０．３９２＋ｎの鋼板を２スタン
ドの冷間圧延機にて２５％の圧下率（１段目２０％、２
段目５％）　にて０．２９４＋ｎｎまで圧延した。この
鋼板の断面を光学顕微鏡でａ察したところ、合金層が部
分的に破断され、鋼素地とアルミニウム皮膜との金属結
合部は約３２％であった。

圧延後、実施例１と同様の条件でＤＩ缶を成形し、内面
塗装、焼き付けを行なった後、塗膜に１ａｎ２の欠陥部
を作り、めっき面を露出させた。

この状態で市販のクエン酸系炭酸飲料を内容物として実
施例１と同様の試験を行なったところ。

９、ＳＯｐｐｍのＡ　７７溶出および０．４１ｐｐｍの
にｅ？Ｂ出、　０．７４ｐｐ＋ｔの１が測定された。　
これば（”分に実用Ｉノベルであり、Ａｌｔ−８ｔ−Ｍ
ｇ皮膜が良好に犠牲防食作用を発揮１．５たことを示し
４いる１、 比較例１ ＋す、；、）隈）、　２５０ｎｌｌｉｌの冷間ハ・、延
後の薄鋼板シ、５　連続溶＠フルミーウムめ−１きライ
ン（，１゛１通し、ｌ（１％膚、１％ｌとｇをさむめつ
き浴１．：ζ゛め−）、ぎプぎ６・５ｓまた、（−の際
金倉１１１′りは片面２．（）μｍｈ、゛どルミーウｌ
−め、）へ層は［！ｌ″１−ｉｊ　２　’５　ｐ、　ｎ
となるよう４５　　め〕きｈのし−・ｔ＝リイケル各・
調”（寝じム１、 め−）き後、この鋼板の断ｔｉｉｉも）℃学顕微鏡−（
・観、ξバしたところ５合金層は連続的に渭４Ｐｉ表面
を被覆１゜でいた。

（の後、この鋼板♂で実施例］と同様の方法−ζ−１）
■加圧イ・、・行な一１ノ＝どころ、２゜段１ノ）絞り
加■〕までは良好であ−）だが、し、どき加ｌ、で′ア
ルミ、“、ラム皮膜の剥離が牛（，た。、 比較例２、 板１す（）。：（））・１箇の冷間Ｂ−延延後薄≦Ｉβ
、連続溶融ノ′ルミ、−、ラムめ）きノ・イ”・・し通
し２．１０％５（］ニー・含むめ一〕３浴レーでめ−、
きを行なった。その際合金層は月面１．５１．Ｌｍ、ア
ルミニウムめっき層はハ曲２：）ｐ、　ｍどなるようｉ
、ｚ　、　　め）さ時（ハ（：：−１−１ナイ゛Ｓフル
Δ調１整した。め−〕き後、全板厚０゜４０″Ｚ画のｉ
・１１虫夕：４スタンドの冷ｎｆｉ　ＩＥ延機ｉ、、：
ｘ　ｖ７′ハ％のｉ＝ニド＜’＋ｎ目２ｏ％、２段目５
％）に１：　０．．３０５ｍ　：Ｊ：でｈ、延ｔ、、、
、、　７’７１．。

ごの鋼板の断面４九学顕微Ｍｔげに！察１．．　ｌ：、
　、Ｌｌ　、、”：ノ〉。

合金層が部分的に破断、され、鋼素地、４１　メ゛ル２
、−・ｊツノ・、皮膜どの余属鯖合部（、を約：Ｅ％！
？あ、Ｕｌ、、Ｊに延後、実施例２、ど同様１）ｌ）　
ｉ、（験へ曹ｊ・Ｊ’、ｊ　、、、、、、、　ｆ−、）
・、゛ろ、８　、５４円）ｔｎのへ〇、溶出および・１
．′、ｌ、ｐｐｍｆｂ測定された。、−右２は実用１ノ
ベルｅはく’、ｓ　＜’、、＾ｐ、５」皮１漠が市販夕
」−ン旅系炭酸飲料中で、（分な犠牲防食作用を一＠’
　Ｌ　１．．７Ｔ、　ｙ“１゛いこ−７・で？示しζい
る。

（発明の効果）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）薄鋼板の少なくとも片面にＭｇ含有量０．１〜３
   ．０重量％、Ｓｉ含有量０．８〜１２．０重量％、残部
   がＡｌおよび不可避的不純物よりなる溶融アルミニウム
   めっきを有し、鋼板とアルミニウムめっき皮膜の界面に
   存在する合金層には部分的に破断部が存在し、１０％以
   上の鉄−アルミニウムめっき間の直接的な金属結合を有
   することを特徴とする高耐食性容器用溶融アルミニウム
   めっき鋼板。
2. （２）表面にクロメート、あるいはリン酸塩処理を有す
   ることを特徴とする請求項第（１）項に記載の高耐食性
   容器用溶融アルミニウムめっき鋼板。