JPH0230796A - 耐食性および溶接性に優れたクロムめっき鋼板 - 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、缶胴部材として用いた時に溶接性、耐食性、
耐内容物性に優れた鉄めっき層を下地とした容器用クロ
ムめっき鋼板に関するものである。

〈従来の技術〉 従来、クロムめっき鋼板（以降ＴＦＳと称する）は食缶
、飲料缶の分野ではＤＲＤ缶、接着毎に、ガロン缶の分
野では被膜を研削後に溶接する溶接缶等に用いられてき
た。

これまで食缶、飲料缶分野での溶接缶用の缶材としては
ブリキや薄目付はブリキ（ＬＴＳ）が用いられているが
、コスト的に見るならば、ＬＴＳはＴＦＳより高く、商
業的にはＴＦＳの方が適している。　　しかしＴＦＳは
表面抵抗、金属クロムの融点、および硬度が高いために
無研削では溶接ができないので、ＴＦＳの食缶を３ピ一
ス缶として製造する時は主に接着毎、２ピ一ス缶として
製造する時はＤＲＤ缶として用いられている。

３ピースの接着毎の場合には缶内容物を高温殺菌処理す
るときに接着部が破れて缶が破胴するトラブルを起こす
ことがある。　　ＴＦＳのクロム酸化物膜の改質により
かなり改善されたといえ、接着缶は常にその様な危険を
伴っている。　また、溶接缶に使う場合には、研削の１
工程が多くなり、作業が煩雑になるだけでなく、クロム
粉が飛散するなど欠点を持つ。　したがって、ＴＦＳを
溶接缶として使用するためには無研削で溶接できるＴＦ
Ｓの必要性が叫ばれるようになってきた。　無研削で溶
接できるＴＦＳが開発されれば、この様なトラブルがな
くなるだけでなく、接合部の重ね合わせが５ｖａｒａ（
接着缶）から０．２〜０．４ｍｍとなるために素材を節
約でき、かつ巻き締め部からの真空もれの危険も防止で
きるなどのメリットも生まれる。

ＴＦＳの金属クロム量、酸化クロム量を下げると溶接性
は改善されるが、（特公昭５７−１９７５２号、特公昭
５７−３６９８６号）耐食性が劣化する。

耐食性を向上させる目的で下地にニッケルめっきを施し
、薄めっけのクロムめっきを施す方法（特公昭６３−３
９５９号）もあるが、クロムめっきのピンホールがニッ
ケルめっきで補われることにより、耐食性は若干改善さ
れるものの、実用上十分でなく、ニッケルそのものも缶
内面の腐蝕環境には耐えられない。　　また、クロムめ
っきを粒状化すると、溶接性が改善されるという知見（
特開昭６１−２１３３９９号、特開昭６１−２８１８９
９号）もあるが、金属クロムを不均一化するため耐食性
が劣化する場合がある。　以上のように、ＴＦＳを無研
削で溶接する試みはいずれも問題があるため、実用化に
困難を伴うものである。

ＴＦＳを２ピースで用いるＤＲＤ缶の場合、缶胴部に接
合部がないという利点から、その発展は著しいが、素材
全体に強加工を受けること及び、塗装工程の合理化によ
りシングルコート化が行なわれるなど耐食性の面から、
不利な製缶方式が発展しつつあり、従ってＴＦＳ素材の
耐食性、あるいは塗装後の耐食性の向上等の要望は著し
く高くなっている。

〈発明が解決しようとする課題〉 そこで、本発明者らは、前記、従来技術における問題点
を改善し、溶接性が良く、かつ塗装前後の耐食性に優れ
たＴＦＳを得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段〉 本発明者らは、溶接性が良く、同時に塗装後耐食性に優
れたＴＦＳの研究を重ねた結果、本発明に至った。

すなわち本発明は、鋼板表面に１０〜 ２０００　ｔａｇ／＋２の鉄めっき層と、その上層に３
０〜１５０　ｍｇ／ｍ”の金属クロム層と金属クロム換
算で５〜２０　ｍｇ／ｍ’のクロム酸化膜層を有するこ
とを特徴とする容器用クロムめっき鋼板を提供する。

また、前記鋼板の金属層クロムが粒状の金属クロムを有
するものであ）てもよい。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いる鋼板は、特に制限されるものでなく、通
常のぶりき、ティンフリースチール用原板等を表面処理
用原板とし、さらに焼鈍、調質圧延を行なった冷延鋼板
が使用される。

この鋼板に、脱脂処理、酸洗による活性化処理を行なっ
た後、鉄めっきを施こす。

鉄めっき方法については、特に規定されるものではない
が、通常の電気めっきの方法で行なえば良い。

めっき浴の組成としては、塩化鉄（Ｉｆ　）−塩化カル
シウム、塩化鉄（ＩＩ　）〜塩化カリウム系等のめっき
層の硬度を低くできる電解浴を用いるのがよい。

また、例えば塩化鉄（Ｉｔ　）−塩化カルシウム溶液の
場合、塩化鉄（！■）水溶液の濃度は５０〜５００ｇ／
Ｉｌが好ましい。これは、５０ｇ／Ｉｔ未満ではめっき
の電圧が高くなって電力コストが増大して不経済となり
、５００ｇ／ｎ超では温度が下がった時に塩が晶出して
配管づまり等を起して操業しにくくなるからである。　
また、浴の温度は６０〜９５℃、ｐＨは１．０〜３．０
で行なうのが好ましい。

さらに、この時の電流密度の大きさは特に規定されない
が、５〜２０　Ａ／ｄｉ２位で十分めっきをすることが
できる。

また片面あたりの付着量は、１０〜２０００ｆｆＩｇ／
ｆｆ１２が必要である。　鉄めっき層の付着量が１０　
ｍｇ／ｍ２未満では、鉄板の表面性状の改善は見られず
、生成される鉄めっき層上のクロムめっきの均一電着性
は改善されない。　そのため裸耐食性、加工後耐食性、
及び溶接性の性能向上が得られない。　また、鉄めっき
層の付着量が２０００　ｒｎｇ／ｍ”を超える場合は、
前記の性能向上効果が飽和し、経済的でなくなる。

鉄めっきを施した後、次にクロムめっきが施される。　
焼鈍後の冷延鋼板に鉄めっきを施した場合、鉄めっき層
の酸化が早いためにただちにクロムめっきを施した方が
よい。　り　ロ　ムめっきについては特に規制するもの
ではないが、通常のＴＦＳのクロムめっき工程で施され
る方法が採用される。

例えば、Ｃｒｙ、−５ｏ４”系浴、Ｃｒ０３−Ｎａ２　
Ｓ　ｉ　Ｆ６−Ｓｏ４’−系浴、あるいはＳ　Ｏ４’−
が微量しか含有されておらず遊離フッ素が含有されるＣ
　ｒ　Ｏ３Ｎ　Ｈ４Ｆ−ＨＢＦ４−３ｏ４２−系浴等、
Ｃｒｙ３に陰イオンとしてＳＯ４’−Ｆ−ＳＯ４’−＋
Ｆ−が含有されるめっき浴が使用される。

この浴中の酸化Ｃｒｏ３の量は３０〜３００ｇ／βがよ
い。　また、浴温は３０〜８０℃が適している。

これらのめっき浴中で、鉄めっきを設けた鋼板へのめっ
きは、電流密度を３０〜１５０Ａ／ｄｍ２で行なうのが
よい。　これは３０　Ａ／ｄｍ２未満であると、金属ク
ロムが析出せず、１５０Ａ／ｄｍ２超であると、電気抵
抗熱で鋼板の温度が上りすぎるのためである。

クロムめっきの場合、金属クロム層と水酸化クロム層を
同時に生成し、めっき洛中にて水酸化クロム層の一部を
俗解して、その水酸化クロム層の量を調整するいわゆる
１ステツプ法、およびＣｒめっきにより、金属クロム層
と水酸化クロム層を設けてから、水酸化クロムの大部分
を溶解させ、新たに別電解槽で電解クロム酸処理して、
水酸化クロム層の被膜量を調整して設ける２ステツプ法
の、両方式のクロムめっき方法が使用できるが。

２ステツプ法での電解クロム酸処理浴は、Ｃｒ　Ｏ３Ｈ
２ＳＯ４系、Ｃｒｙ３−Ｈ２５ｏ４Ｎａ２ＳｉＦ６系等
が本発明に於いて適している。　電解クロム酸処理条件
は公知の２ステツプ法と同じで良い。

クロムめっき層の被膜量は、本発明において金属クロム
層が片面あたり３０〜１５０　ｍ／ｍ２がよい。金属ク
ロム層が３０　ｍｇ／ｍ”未満では、金属クロム層の均
一被覆性が十分でなく、十分な耐食性が得られない。　
また、金属クロム層が１５０　ｍｇ／ｍ”を超える場合
には、加工により金属クロム層にクラック発生等のダメ
ージを受は易く、耐食性を劣化する傾向にあり、かつ、
溶接性も劣化する。

また、金属クロム層上のクロム酸化膜層は、片面あたり
、５〜２０　ｒａｇ／ｍ２の範囲に規制する。　金属ク
ロム換算で５　ｍｇ／ｍ２未満では、クロム酸化膜層の
金属クロム層に対する均一被覆性が不充分で、充分な塗
装性能が得られない。

また２　０　ｍｇ／ｍ２を超える場合は、塗装性能向上
効果が飽和するとともに、外観が黄着色し、商品価値を
損ない、しかもクロム酸化膜層にクラックが生成され易
くなって塗膜に対するクランクの発生源になり、塗装性
能を劣化させやすくなる。

また、本発明において、上記クロムめっきの途中におい
て、一部陽極処理（逆電解）を付加して金属クロム層を
粒状に変える方法を適用するとより優れた溶接性が得ら
れる。

これは、１ステツプ法、２ステツプ法のいずれの場合に
も適用可能である。

陽極処理を行なうと、電気化学的な不均一溶解が起り陽
極処理後のＣｒめっきで、粒状析出が起こる。

陽極処理の電気量は、単位付着量あたり０．０３〜ＩＩ
Ｃ／ｍｇであるのがよい。

０．０３　Ｃ／ｍｇ未満では十分な粒状Ｃｒの析出が起
らず、１１　Ｃ／Ｂ超ではめっきされた金属Ｃｒの溶解
が大きく、所定のめっき量を得ることが難しいからであ
る。

粒状の金属Ｃｒは粒の直径が１０〜２００ｎｍでかつ１
×１０１１〜１×１０′７個／　ｍ　’　＜１’）密度
で形成されることが望ましい。　粒径が１０ｎｍ未満で
は溶接性向上の効果がなく２００１ｍ超では鋼板の色調
が悪くなる。　また、粒の密度がＩ×１０目個／ｍ２未
満では溶接性向上の効果がなく、ｌＸｌ０”個／ｍ２超
では粒が密集しすぎて粒としての効果がなくなってしま
う。

金属クロム層を粒状に変えた場合、特にレトルト処理が
施されるような接着缶において、接着強度も改善され、
接着缶としても充分使用に耐え得るといった利点がある
。

また、ＴＦＳに塗装を施した後、絞り加工を施してＤＲ
Ｄ缶、ＤＴＲ缶とした場合でも塗料密着性に優れるため
、加工時の膜剥離もなく、塗装後耐食性に優れるもので
ある。

〈実施例〉 以下、実施例に基づいて、本発明を具体的に説明する。

（実施例１） 焼鈍、調質圧延を施した鋼板を用いて脱脂、酸洗を施し
た後、（ａ）に示す条件で鉄めっきを行なった。　その
被膜量を電気量で調整し、第１表に示す所定量の鉄量を
設け、（ｂ）（Ｃ）、（ｄ）に示す条件で各種のクロム
めっきを施した。　このクロムめっき層の金属クロム層
とクロム酸化膜層の被膜量は、おのおのめっき時の電気
量の調整、及びめっき洛中での電解後の浸漬時間の調整
により、第１表に示す所定量の被覆層を設けた。

（ａ）鉄めっき条件 ・めっき浴　　ＦｅＣｎ　２　　・ｎＨ２Ｏ３００ｇ／
ｊＺＣａＣｕ２１８０ｇ／１１ ｐＨ１，５ ・　浴　　温　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　８５℃・電流密度　　　　　　　　５〜１０　　Ａ
／ｄｍ２（ｂ）クロムめっぎ条件 ・めっきＶ谷　　ＣｒＯ３２００ｇ／βＨ２ＳＯ４０、
９ｇ／ｊ２ Ｎａ２ＳｉＦ６５　、　Ｏｇ／ｌ ・　浴　　温　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　５０’Ｃ’・電流密度　　　　　　　　　３０〜１
００Ａ／ｄ＋ｎ２（ｃ）陽極処理条件 ・前記クロムめっき洛中 ・　浴　　温　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　５０℃・電流密度　　　　　　　　　１〜２０Ａ／ｄ
＋ｎ２（ｄ）電解クロム酸 ・めフき浴　　Ｃｒ　０　、　　　　　　５０　ｇ／Ｉ
ｔＨ２Ｓ０４０　、４　ｇ／ｊＺ ・浴温　　　　　　　　　　　　　４０℃・電流密度　
　　　　　　　５〜２０八／ｄｍ２（比較例１） 鉄めっきを施さない他は実施例１と同様に、（ｂ）、（
ｃ）、（ｄ）に示す条件で各種のクロムめっきを施した
。　このクロムめっき層の金属クロム層とクロム酸化膜
層の被膜量は、おのおのめっき時の電気量の調整及びめ
っき洛中での電解後の浸漬時間の調整により、第２表に
示す所定量の被覆層を設けた。

・評価方法 （１）裸耐食性 ５％塩化ナトリウム溶液（ｐＨ７，０）を槽の中で３５
℃で噴霧する。　　３０分ごとに観察し、錆の発生面積
を測定した。

◎：０％　　　　　　○：５％未満 △：５〜２０％　　　×：２０％以上 （２）加工後耐食性 エポキシフェノール系塗料を塗装後、缶径７４ｍｍ、缶
高２４ＩＱＩＩｌのＤＲＤ加工を行ない、その中に１．
５％塩化ナトリウム、１．５％くえん酸溶液をヘッドス
ペース１０ｍｍでバックし、５５℃、７２時間浸漬し、
塗膜下の腐食状況を観察し、ブリスターの個数を数えた
。

◎：０個　　　　０２１〜３個 △：３〜２０個　　×：２０個以上 （３）溶接性 塗装ブランキング後、スードロニツタ型溶接機を用いて
溶接性を評価した。　溶接性は適正溶接電流範囲（Ａ　
ＣＲ）の大小を薄目付はブリキ（ＬＴＳ）のＡＣＲと比
較した。

◎：＞ＬＴＳ　　　○：＝ＬＴＳ △：＜ＬＴＳ　　　ｘ：溶接不能 第１表 第２表 実施例１ 比較例１ 本発明の実施例はいずれも裸耐食性、加工後耐食性、溶
接性のすべてにおいて十分な性能が得られ、比較例に比
べて、すぐれた効果が得られた。

〈発明の効果〉 以上述べた本発明によれば、クロムメツキ量を従来のＴ
ＦＳに比較して低減させても均一電着性の改善により、
製缶時において良好な溶接性、加工後耐食性が得られる
容器用鋼板を提供するものであり、優れた品質の容器用
鋼板を低コストで提供できる効果がある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板表面に１０〜２０００ｍｇ／ｍ＾２の鉄めっ
   き層と、その上層に３０〜１５０ｍ／ｍ＾２の金属クロ
   ム層と金属クロム換算で５〜２０ｍｇ／ｍ＾２のクロム
   酸化膜層を有することを特徴とする容器用クロムめっき
   鋼板。
2. （２）前記鋼板の金属クロム層が粒状の金属クロムを有
   するものである請求項１記載の容器用クロムめっき鋼板
   。