JPH0459993A - 耐錆性と外観性に優れた容器用表面処理鋼板 - 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２ピ一ス缶（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性と化成処理性
に優れた容器用表面処理鋼板に関するものである。

（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。従来よりＤＩ缶用表面処理鋼板としては特開昭５７
−６７１９６号公報、特開昭５８〜５２４９５号公報な
ど多くの特許公報で紹介されているように、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。

■　缶外面側において錆が発生しやすく、水道水や用水
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。

■　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。

■　ＤＩ成形後、地鉄が露出するため化成処理にばらつ
きをヰじ、均一印刷性に問題がある。

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
。確かに塗装膜厚を厚くし塗膜欠陥のない塗装被膜を缶
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。

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問題については対応することがで
きない。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。

（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）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。

（課題を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは、缶外面側に相当する面の
下層にＳｎメッキを０．５〜２０ｇ／ｒｄ施し、次いで
上層にＺｎを５〜９７．５％含有するＳｎ−Ｚｎ合金メ
ッキを１．０〜２０ｇ／ｍ２施し、缶内面側に相当する
面にＳｎメッキを施し、次いで両面にクロム換算付着量
で１〜５０■／ボのクロメート被膜を施したことを特徴
とする耐錆性と外観性に優れた容器用表面処理鋼板にあ
る。

（作　用） 以下に本発明について詳細に説明する。

本発明において、メッキ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メ・ンキ原板の鋼板を使用す
る。メッキ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。このよう
にして製造されたメッキ原板の缶内面に相当する面にＳ
ｎメ・ンキを施し、缶外面に相当する面にＳｎメッキを
施した後、あるいは缶の内外面に相当する面に同時にＳ
ｎメ・ンキを施した後、Ｓｎ　−Ｚｎ合金メッキを施す
。内面側および外面側の下層Ｓｎメッキは特に規制する
ものではなく、例えば通常のブリキを用いればよい。

缶外面側の下層にＳｎメッキを施す目的は良好なりＩ加
工性を確保するためである。良好なりＩ加工性を確保す
るためには、下層のＳｎメ・ツキ量は０．５ｇ／ｎｆ以
上が必要である。Ｓｎメッキ量が０．５ｇ　／　ｒｄ未
満ではＤＩ加工での潤滑性が不足し、上層のＳｎ−Ｚｎ
合金メッキ層あるいは下層のＳｎメッキ層は損傷を受は
一部掻き取られる。掻き取られたメッキ層は粉末状にな
ってＤＩ加工機のパンチまたはダイスに付着し、ＤＩ加
工時の疵を誘発する。

また、最悪の場合ＤＩ加工不能となる。しかし、メッキ
量０．５ｇ／ｍ２以上のＳｎメッキを施すと良好な潤滑
性を確保してＤＩ加工時のメッキ層の掻き取りを抑制し
、良好なりＩ加工性を確保することができる。しかし、
Ｓｎのメッキ量が２０ｇ／％を越えると、この効果が飽
和し経済的にも不利である。

このように缶外面に施されたＳｎメッキの上層にメッキ
量１．０〜２０ｇ／ｒｄのＳｎ−Ｚｎ合金メッキを施し
て外面側の耐錆性と外観性を向上させる。メッキ層は、
ＤＩ加工によって約１／３以下の厚みに減少し、また加
工時の衝撃によりこのメッキ層は損傷を受けるため、メ
ッキ量が１．０ｇ／ｒｄ未満のメッキ層では地鉄が露出
する。この状態で化成処理を行うとメッキ層と地鉄とで
は化成処理性が異なるため塗装や印刷後にむら、すけ等
が発生し均一印刷性に問題を住しる。しかし、メッキ量
を１．０ｇ／ｎｆ以上にするとメッキ層が損傷しても地
鉄の露出を防止する。また、メッキ量が２０ｇ／ｒｄを
越えると、この地鉄の露出を防止する効果が飽和し経済
的に不利である。このような理由から上層のＳｎ　−Ｚ
ｎ合金メッキ層のメッキ量を１．０〜２０ｇ／ボとした
。

また、Ｓｎ　−Ｚｎ合金メッキ層中のＺｎ含有率は５〜
９７．５％に規制しなければならない。Ｚｎが５％未満
の少ない含有量では外面耐錆性の向上効果は殆ど認めら
れず、ブリキと同程度の耐錆性しか示さない。すなわち
、Ｚｎが５％未満ではＳｎ−Ｚｎ合金メッキ層の電位が
地鉄に対して責であり、腐食環境にさらされたとき、特
にメッキ層にＤＩ加工等により損傷がはいったとき或は
メッキ層にピンホールなどメッキ欠陥があったとき、ブ
リキと同様に地鉄を犠牲的に防食することはできない。

しかし、合金メッキ層中のＺｎが５％以上になると卑な
Ｚｎ金属によってＳｎ−Ｚｎ合金メッキ層の電位は卑に
変化し、地鉄に対し犠牲防食能を発揮する。つまり、合
金メッキ層中のＺｎが５％以上のＳｎ　−Ｚｎ合金メッ
キ層を有するメッキ鋼板は水分、酸素などが十分存在す
る腐食環境下にさらされ、メッキ層に加工ダメージとか
ピンホールがあった場合でも地鉄からの錆の発生が認め
られない。

更に、ＤＩ加工後の外観についてもＳｎ−Ｚｎ合金メッ
キ層中のＺｎが５％未満では、メッキ層の外観性および
ＤＩ加工後の外面側の外観性は、ブリキと同様に光沢を
呈し、印刷仕上がり性は暗い。しかしメッキ層中のＺｎ
が５％以上になるとＤＩ加工後の外面側の外観は光沢を
失なうが、印刷後の外観はブリキに比べ白色化を呈して
印刷仕上がり性が良好となる。

また、Ｓｎ　−Ｚｎ合金メッキ層中のＺｎが９７．５％
を越えた場合には、ＤＩ成形時に外面側メッキ層がダイ
スにより損傷を受ける度合い、即ちｒかじり１の発生が
多くなり、良好なりＩ成形性を確保できなくなる。これ
は、Ｓｎ−Ｚｎ合金メッキ層中のＺｎが９７．５％を越
えるとＳｎ　−Ｚｎ合金メッキ層の潤滑性が減少し、Ｄ
Ｉ成形性が劣化するためである。

さらにメッキ層中のＺｎが９７．５％を越えると地鉄に
対する犠牲防食作用は十分であるが、メッキ層中のＺｎ
そのものが腐食溶出するようになり、白錆が発生し易く
なったり、印刷インキ下での耐食性が劣化してくる。

つまり、ＤＩ缶の外面側で良好な耐錆性と外観性を確保
し、ＤＩ成形性の劣化および白錆を発生させることのな
い含有量としてＳｎ　−Ｚｎ合金メッキ層中のＺｎを５
〜９７．５％とした。

このように優れた特性を有するＳｎ　−Ｚｎ合金メッキ
層のメッキ浴は特に規制されるものではないが、ピロリ
ン酸浴、シアン浴、硫酸浴、塩化物浴が用いられ、合金
メッキ層中のＺｎ％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でき、合金メッキ量は電解に要
するクーロン数でコントロールできる。

さらに本発明では内面相当面にＳｎメッキ層、また外面
相当面にＳｎ　−Ｚｎ合金メッキ層を施したメッキ鋼板
の塗料密着性と塗装後耐食性を向上させるためにクロメ
ート処理を施す。クロメート処理は−・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。クロメート付着
量は金属クロム量換算で１■／ボ以上が必要である。１
■／ボ未満のクロム付着量ではクロメート被膜が完全に
メッキ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。また、クロム付着量が５０
■／ボを越えると経済的に不利である。

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。

（実施例） 以下に本発明の実施例について述べる。冷間圧延、焼鈍
工程により、ＤＩ缶用途、缶蓋用途に応じた材質と板厚
に調整したメッキ原板の鋼板を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
、缶内面および缶外面の下層に相当する面に（１）に示
す条件でＳｎメッキを施し、引き続き缶外面に相当する
面に（２）−（（）（Ｕ）に示す条件でＳｎ　−Ｚｎ合
金メッキを施した。そして（３）に示す条件でクロメー
ト処理を施したものを作成した。

（１）　　Ｓｎメッキ条件 メッキ浴組成 硫酸錫　　　２０〜３０　ｇ／ｌ 添加剤　　　１〜５ｇ／ｌ メッキ浴温　５０°Ｃ 電流密度　　１５〜２５Ａ／ｄｍ” （電解時間はＳｎメッキ量に応じて調整）（２）　　Ｓ
ｎ−Ｚｎ合金メッキ条件 （イ）ピロリン酸浴 メッキ浴組成 ピロリン酸第−錫 １０〜５０ｇ／ｊ２　（合金組成に応じて調整）硫酸亜
鉛 ２０〜１００ｇ／ｆ（合金組成に応じて調整）ピロリン
酸カリウム　　２５０ｇ／／！メッキ浴温　　　５０°
Ｃ 電流密度 １０〜３〇八／ｄ１　（電解時間はＳローＺｎ合金メッ
キ量に応じて調整） （ロ）硫酸浴 メッキ浴組成 硫酸第一錫 １０〜６０ｇ／ｉ！、（合金組成に応じて調整）硫酸亜
鉛 ３０〜１５０ｇ／ｆ　（合金組成に応じて調整）硫酸ソ
ーダ　　　３００ｇ／４２ メッキ浴温　　　５５°Ｃ 電流密度 １０〜３０Ａ／ｄｍ２（電解時間はＳｎ　−Ｚｎ合金メ
ッキ量に応じて調整） （３）クロメート処理条件 浴組成　　ＮａＣｒｚＯｓ　　２４　ｇ　／　１ｐＨ４
，５ 浴温　４５°Ｃ 処理条件　浸漬処理 上記処理材ｌこついで、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。

（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１３６ｍｍφから缶径６５，９１＋１０１
φまで製缶スピード１１０缶／ｍ　ｉ　ｎの成形条件で
０１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。

◎、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
成形性良好。

△、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。

×；Ｄ１成形過程で材料が破断し、ＤＩ成形不可能。

（Ｂ）ＤＩ成形後の印刷仕上がり性 （Ａ）の条件で０１缶を作成し、赤、白、黄色の缶外面
用インキを膜厚５ＩＩＴｎ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である。

Ｏ；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。

（Ｃ）ＤＩ成形後の均一印刷性 （Ａ）の条件で０１缶を作成し、（Ｂ）の条件で外面印
刷を行い、均一印刷性を目視で判断した。

○；印刷後の外観に印刷むら、すけがなく、均一印刷性
が極めて良好。

Δ；印刷後の外観に若干の印刷むら、すけが認められ、
均一印刷性が若干劣る。

×；印刷後の外観に印刷むら、すけがかなりの部分で観
察され、均一印刷性に劣る。

（Ｄ）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、評価材はウオール部に疵を付けた部分とボトム部を
評価した。

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。

冷凍サイクルテスト：評価材を一１５°Ｃの冷凍庫に３
０ｍ１ｎ保定後、すぐ４９ °Ｃ５相対湿度９８％以上の湿 気槽に６０ｍ１ｎ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。

湿気槽テスト　　＝４９°Ｃ１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。

尚、各試験での耐錆性の評価基準は以下のとおりである
。

◎；錆の発生が全く認められず、耐錆性極めて良好。

Ｏ；発錆率が５％以下で耐錆性良好。

Δ；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
。

その結果を表で示す。すなわち、本発明は各条件での外
面側耐錆性は極めて良好で、ＤＩ缶加工時の成形性また
印刷性も優れている。一方、Ｓｎ　−Ｚｎ合金メッキ層
のＺｎ含有量またはメッキ量が本発明の限定範囲から逸
脱する比較例はＤＩ成形性、印刷性あるいは耐錆性のい
ずれかに問題を呈して本発明と同等の特性を得ることが
出来ない。

（発明の効果） 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するもので
あるから、産業上極めて有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 缶外面側に相当する面の下層にＳｎメッキを０．５〜２
   ０ｇ／ｍ＾２施し、次いで上層にＺｎを５〜９７．５％
   含有するＳｎ−Ｚｎ合金メッキを１．０〜２０ｇ／ｍ＾
   ２施し、缶内面側に相当する面にＳｎメッキを施し、次
   いで両面にクロム換算付着量で１〜５０ｍｇ／ｍ＾２の
   クロメート被膜を施したことを特徴とする耐錆性と外観
   性に優れた容器用表面処理鋼板。