JPH04120453A - 塗装膜を施したアルミ缶胴またはアルミ缶蓋の耐食性試験方法 - Google Patents

塗装膜を施したアルミ缶胴またはアルミ缶蓋の耐食性試験方法

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JPH04120453A
JPH04120453A JP23998890A JP23998890A JPH04120453A JP H04120453 A JPH04120453 A JP H04120453A JP 23998890 A JP23998890 A JP 23998890A JP 23998890 A JP23998890 A JP 23998890A JP H04120453 A JPH04120453 A JP H04120453A
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JP
Japan
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aluminum
corrosion resistance
test
coating film
lid
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JP23998890A
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English (en)
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Yasuaki Iino
飯野 恭朗
Yoji Ono
小野 洋二
Masayuki Yoshida
昌之 吉田
Kazuya Nakada
和也 中田
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Nihon Parkerizing Co Ltd
Original Assignee
Nihon Parkerizing Co Ltd
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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、塗装膜を施したアルミ缶胴またはアルミ缶蓋
の耐食性試験方法に関するものである。
本発明は特に内面塗装したアルミ缶、例えばアルミ飲料
缶の缶胴または飲料缶のアルミ蓋(アルミエンドと称さ
れている)の耐食性を内容物を充填するに先だって迅速
に確認するための新規な耐食性試験方法に関する。
[従来の技術] 塗装缶内面の耐食性試験としてはバックテストが一般的
に行われている。パックテストとは、飲料、食料などの
内容物を充填した実缶を長期間(6ケ月〜1年)一定条
件で保存した後に内面の腐食状況を観察し、また内容物
への溶出金属量を測定する方法である。
また、腐食性の高い液に塗装板を浸漬し、一定の加温雰
囲気で耐食性を評価する促進式モデルジュース試験も考
案されている [発明が解決しようとする課題] しかしながら、パックテストは試験に長期間を要するこ
と、アルミ板を缶に成形しなければならないこと、内容
物の充填条件を一定にしなければならないこと等多くの
労力が必要になる試験法である。
また、モデルジュース試験においても5〜30日の期間
が必要であるので、短時間で容易に塗装膜の耐食性を評
価する方法が望まれている。
したがって従来法で十分な品質確認しようとすると、5
日(モデルジュース試験の場合)〜1年(バックテスト
の場合)の期間アルミ缶胴、缶蓋またはその素材を試験
に供する必要があった。
したがって本発明は塗装膜を施したアルミ缶胴またはア
ルミ缶蓋の耐食性を、内容物を充填するに先だって、迅
速に確認することができる耐食性試験方法を提供するこ
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、前記従来技術の問題点について鋭意検討
した結果、塗装膜を施したアルミ缶胴もしくはその素材
または塗装膜を施したアルミ缶蓋もしくはその素材を陰
極とし不溶性電極を陽極として、該塗装膜の膜面を陽極
に向けて対峙させて、該陰極と陽極の間に電解液中で電
圧を印加することを特徴とする耐食性試験方法を完成す
るに至った。
本発明は、缶の内容物による腐食が問題になる内面塗装
したアルミ缶胴または内面塗装したアルミ蓋の耐食性の
試験に好適に実施される。一方外面塗装の耐食性も本発
明法によっても評価できる。
以下塗装内面の試験方法につき説明を行う。
内面塗装したアルミ缶胴または内面塗装したアルミ缶蓋
を陰極とし不溶性電極を陽極(以下、「対極」と言うこ
ともある)として、該塗装内面を対極である陽極に向け
て対峙させて電圧を印加する。この際、[作用]の項で
詳しく述べるように陰極電解が行われる。
内面塗装したアルミ缶胴の試験を行う際には、該塗装缶
内に電解液を注ぎ、中央に陽極となる不溶性電極をセッ
トし陰極電解を行う。また内面塗装したアルミ缶蓋の場
合には裏面および蓋のまわりを絶縁性のテープでシール
し、電解液中で該蓋内面と対極を向い合わせ陰極電解を
行う。模擬的にアルミ缶胴あるいはアルミ缶蓋に用いら
れているアルミ合金を処理−塗装し、板状の素材の状態
で塗装膜の耐食性を評価することも可能である。
この際に塗装板のエツジおよび裏面はシールして、塗面
を対極に向は陰極電解を行う。
塗膜密着性の試験を促進するためには、電解される塗装
板にスクラッチを入れてもよい。
陽極は、陽極材料の溶は出しによる影響(陰極への析出
など)を避けるために、不溶性電極とする必要がある。
不溶性電極にはカーボン電極や白金電極を使用すること
が好ましい。極間距離は5〜50mmが実用的である。
電解には通常の直流電源を使用すればよい。
本発明においては、以下[作用]の項で説明する反応(
1)、(2)を起こすことができる電解質を含んだ水溶
液、すなわち電解液を用いる。その電解質としては塩化
ナトリウムが適当であり、その量は0.5〜10.0g
/β、特に5g#2程度が適当である。
電解が進行するとともにアルミイオンが電解液中に蓄積
し、電解反応が遅くなるので、試験をより促進させるた
めにアルミをキレートするくえん酸を電解液に加えても
よい。くえん酸の量は0゜5〜10.0g/I2、特に
5g/β程度が適当である。
水は脱イオン水あるいは蒸留水を使用することが好まし
い。電解液の温度は通常室温であるが、加温してもよい
。また、電解液中の溶存酸素を一定にするためにエアレ
ーションを行ってもよい。
通常、空気開放で試験を行うが、特に酸素の影響を考慮
しなければならない場合には、雰囲気をコントロールし
試験を行う。
本発明の試験方法に適用される試験装置の概略図を第1
図ならびに第2図に示す。図において、1は直流電源、
2は電解液、3は対極、4は缶胴または缶蓋あるいは試
験片、5は電流計、6はガラスセル、7は記録計である
電解電圧は1〜50Vの範囲内であることが好ましい。
電解電圧がIV未満では測定に時間がかかりすぎ実用的
でなく、50Vを超えるような電圧で電解を行うと水素
発生が多(なりすぎるので、塗装面のごく一部で起こる
塗膜ふ(れにより全体の耐食性を評価することとなり、
均一に塗装面の耐食性を測定することが困難となる。
電解時間はアルミ缶胴またはアルミ缶蓋の耐食性(塗料
の種類、塗膜厚、化成皮膜の状態等により異なる)のレ
ベルに依存するが、5〜60分程度が実用的であり、こ
のような測定時間となるように電圧および電解液の温度
を調整する。
耐食性の評価方法は基本的には二つあり、その一つは試
験後の塗装面の外観を観察する定性試験法である。この
方法では必要によりブリスターなどの個数を計算したり
、また、スクラッチの膨れ幅を測定し評価してもよい。
他の方法は、電解時に流れる電流値は耐食性(塗膜の欠
陥の大きさ、面積)と相関があることを利用して、電流
値より耐食性を定量的に評価する定量試験法である。こ
の方法によると耐食性が定量的に評価される。
なお、本発明の耐食性試験方法は、他の塗装アルミ材、
例えば塗装アルミ建材(大気や海水等により腐食される
)の耐食性の評価にも応用することが可能である。
[作用] 本発明の耐食性試験方法は、塗膜下の腐食が、塗膜欠陥
あるいは化成皮膜欠陥が起点となって起こること、塗膜
密着性が劣ると腐食が進行しやすいことに着目し、塗装
したアルミ材を陰極とし、陽極と陰極の間にに電圧を印
加する方法である。
本試験では塗膜下あるいは欠陥部において(1)式によ
り水酸イオンが発生しアルカリとなり、塗装膜による防
食性が充分でないと、このアルカリによりアルミが溶解
される。
H* O+1/20− +2e=  20H−(1)そ
して、アルカリによりアルミの溶解する部位および膜密
着性の低い部位における塗膜の膨れは(2)式により生
じる水素ガスによって促進される。すなわち、塗装膜の
耐食性、密着性の劣る起点をアルカリによる腐食とガス
による塗膜剥離の促進により測定し、これより塗装後の
耐食性を評価しようという方法である。
2H”+2e  =  H*        (2)さ
らに(1)、(2)式により発生する電流を測定するこ
とにより、塗装膜の耐食性を定量的に評価できる。
[実施例] 以下に本発明の試験方法に関し、幾つかの実施例を挙げ
、その有用性を比較例と対比して示す。
実施例1 素材には、アルミニウムーマグネシウム合金(JIS 
 A3082)を使用した。このアルミ合金を小型スプ
レー装置を使用して脱脂および化成処理した。この小型
スプレー装!は、現在、アルミ合金のコイルの化成処理
において使用されている連続化成処理ラインにおいてス
プレー処理された場合と同様のスプレー条件になるよう
設計されている。このアルミ合金を市販の強アルカリ性
脱脂剤(登録商標ファインクリーナー4418、日本バ
ー力ライジング株式会社製)の4%加熱水溶液(70℃
)を用いて5秒間スプレー洗浄し、次に水洗して表面を
清浄にした0次いで、市販のりん酸クロメート化成剤(
登録商標アルクロムに702、日本バー力ライジング株
式会社製)の5%水溶液を50℃に加温して5秒間スプ
レー処理した。処理後水道水で水洗し、さらに3000
.0000cm以上の脱イオン水で10秒間スプレーし
た後、70℃の熱風乾燥炉内で5分間乾燥した。脱脂の
みのものならびに化成処理したアルミ合金板に缶エンド
用塗料(塩化ビニル系)を各々塗膜厚5〜6μmに塗装
し、200℃で10分間焼付けを行い試験板とした。こ
の試験板を50x100ma+に切り出し、裏面および
エツジ部をテープでシールした。有効試験面積は30x
50+smであり、中央部に長さ20mmのスクラッチ
を入れ試験片とした。一般に、脱脂−塗装板に比べ、脱
脂−化成−塗装板の方が耐食性に優れる。
次にこの試験片を第1図に示す方法で陰極電解した。対
極には白金板を使用し、電解には直流電源装置(中央製
作新製 M86C)を使用した。極間距離は8mmとし
た。電解液には塩化ナトリウム−くえん酸水溶液(Na
C15g + <えん酸5g /脱イオン水11 pH
2,4(25℃))を室温で使用した。電解条件は30
V−30分とした。
電解後の試験片の外観、スクラッチ部の塗膜膨れ幅、電
流値(電解開始時と終了時の電流差)より耐食性を評価
した。従って、スクラッチ部の塗膜膨れ幅、電流値が大
きいほど耐食性が劣るとの評価になる。
実施例2 素材にはアルミニウムーマンガン合金(JIS  A3
004)を使用した。このアルミ合金を小型スプレー装
置を使用して脱脂および化成処理した。この小型スプレ
ー装置は、現在、アルミ01缶の化成処理において使用
されている連続ウォシャーラインにおいてスプレー処理
された場合と同様のスプレー条件になるよう設計されて
いる。このアルミ合金を市販の酸性脱脂剤(登録商標バ
ルクリーン400、日本バー力ライジング株式会社製)
の3%加熱水溶液(75℃)を用いて1分間スプレー洗
浄し、次に水洗して表面を清浄にした。次いで、市販の
ノンクロメート化成剤(登録商標アロジン404、日本
バー力ライジング株式会社製)の2%水溶液を32℃に
加温して30秒間スプレー処理した。処理後水道水で水
洗し、さらに3000.000Ωcm以上の脱イオン水
で10秒間スプレーした後、70℃の熱風乾燥炉内で5
分間乾燥した。
脱脂のみのものならびに化成処理したアルミ合金板にア
ルミ缶内面塗料(エポキシ系)を各々塗膜厚5〜6μm
に塗装し、210℃で4分間焼付けを行い試験板とした
この試験板をを50x100mmに切り出し、裏面およ
びエツジ部をテープでシールした。有効試験面積は30
x50mm+であり、中央部に長さ20mmのスクラッ
チを入れ試験片とした。
次に、この試験片を実施例1と同様の方法で陰極電解し
た。電解条件は30V−30分とした。
電解後の試験片の外観、スクラッチ部の塗膜膨れ幅、電
流値より耐食性を評価した。
実施例3 実施例1と同様の方法で化成−塗装板を作製した。この
塗装板を飲料缶の蓋(エンド)の形に成形した0次に、
この成形した試験片を実施例1と同様の方法で陰極電解
した。電解条件は15V−60分とした。電解後塗装膜
の状態を観察した。
実施例4 アルミニウムーマンガン合金(JIS  A3004)
を絞りしごき加工(DI加工)し、アルミ01缶を成形
した。この成形したアルミ01缶を実施例2と同様の方
法で処理した。化成処理したアルミ01缶にアルミ缶内
面塗料(エポキシ系)を塗膜厚5〜6μmに塗装し、2
10℃で4分間焼付けを行い試験缶とした0次にこの塗
装色を、塗膜にスクラッチを入れずに、第2図に示す方
法で陰極電解した。対極にはカーボン電極を使用した。
電解液は実施例1と同様の電解液を使用した。電解条件
は30V−60分とした。電解後の缶内面の状態を観察
した。
比較例1 実施例1で作製した試験片を塩化ナトリウム−くえん酸
水溶液(NaC15g + <えん酸5g /脱イオン
水11. pH2,4(25℃))に60℃で150時
間浸漬した。浸漬後の試験片の外観、スクラッチ部の塗
膜膨れ幅より耐食性を評価した。
比較例2 実施例2で作製した試験片を塩化ナトリウム−くえん酸
水溶液(NaC15g + <えん酸5g /脱イオン
水lβ)に60℃で200時間浸漬した。浸漬後の試験
片の外観、スクラッチ部の塗膜膨れ幅より耐食性を評価
した。
比較例3 実施例3で作製したエンド試験片を塩化ナトリウム−く
えん酸水溶液(NaC15g + <えん酸5g/脱イ
オン水lβ)に40℃で15日間浸漬した。浸漬後の試
験片の状態を観察し、耐食性を評価した。
比較例4 実施例4で作製したアルミDI缶に塩化ナトリウム−く
えん酸水溶液(NaC15g + (えん酸5g/脱イ
オン水II1.)を入れて、40℃で20日間保存した
。試験後塗膜の状態を観察し、耐食性を評価した。
試験結果を表1に示す。
本発明の試験法により以下の結果が得られた。
一般に耐食性の劣るといわれている脱脂−塗装板の方が
脱脂−化成−塗装板に比べ耐食性に劣るとの結果を得た
。また、成形した缶蓋および缶胴の試験では、耐食性の
劣るといわれている、加工のきびしい部位(蓋の中央部
、蓋エツジ部、DI缶胴ネック部)と蓋のスコア部で塗
膜剥離およびブリスターが発生した。
このように本発明の試験結果は従来の試験結果(比較例
)ともよ(一致し、本試験法の有効性が証明された。
また、表1より本発明により非常に短時間で内面塗装し
たアルミ缶胴またはアルミ蓋の耐食性を的確に把握する
ことができることも明らかである。
[発明の効果] 本発明によれば、以上説明したように、塗装したアルミ
缶胴またはアルミ缶蓋の耐食性試験において、迅速且つ
簡便に塗装アルミ缶胴またはアルミ蓋の耐食性を確認す
ることができるという優れた効果を奏する。また、本発
明の試験に使用する装置は非常に安価で作製することが
可能であるので実用性が高いのである。さらに、本発明
によれば耐食性を定量的に評価できるので、塗装や化成
処理工程の品質管理精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の試験方法を実施する装置の
概念図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、塗装膜を施したアルミ缶胴もしくはその素材、ある
    いは塗装膜を施したアルミ缶蓋もしくはその素材を陰極
    とし不溶性電極を陽極として、該塗装膜の膜面を陽極に
    向けて電解液中で対峙させて、該陰極と陽極の間に電圧
    を印加することを特徴とする塗装膜を施したアルミ缶胴
    またはアルミ缶蓋の耐食性試験方法。 2、前記電解液を塩化ナトリウムまたは塩化ナトリウム
    およびくえん酸を含有する水溶液とする請求項1記載の
    塗装膜を施したアルミ缶胴またはアルミ缶蓋の耐食性試
    験方法。 3、1〜50Vの電圧を印加する請求項1または2記載
    の塗装膜を施したアルミ缶胴またはアルミ缶蓋の耐食性
    試験方法。 4、塗装膜にスクラッチを入れ、その後請求項1記載の
    試験を行うことを特徴とする塗装膜を施したアルミ缶胴
    またはアルミ缶蓋の耐食性試験方法。
JP23998890A 1990-09-12 1990-09-12 塗装膜を施したアルミ缶胴またはアルミ缶蓋の耐食性試験方法 Pending JPH04120453A (ja)

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