JPH0459994A - 耐錆性と外観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
を生じ、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の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−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捉供せんとするも
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、少なくとも缶外面側に相
当する面に５〜９７．５％のＺｎを含有するＳｎ−Ｚｎ
合金メッキを８．４〜４０ｇ／ｒｄ施し、缶内面側に相
当する面にＳｎメッキを施し、次いでクロム換算付着量
で１〜１００ｍｇ／ｍ２のクロメート被膜を有すること
を特徴とする耐錆性と外観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ッキ原板を使用する。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・ツキ原板の缶内面に相当する面にＳｎメ・
ツキを施し、缶外面に相当する面にＳｎ　−Ｚｎ合金メ
・ツキを施す。内面側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。

本発明において外面側のＳｎ　−Ｚｎ合金メッキのメッ
キ量は８．４ｇ／ｒｄ以上が必要である。一般にＤｒ加
工によりメッキ層は約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８．４ｇ／ｎ′ｒ未満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上と地鉄上で化成
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じる。したがって、メッキ量を
８．４ｇ／％以上にするとメッキ層が損傷しても地鉄の
露出を防止することができる。また、メッキ量が４０ｇ
／ポを越えると、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ので、メッキ量は４０ｇ／ｒｄよ
り多くする必要はない。以上のような理由からＳｎ−Ｚ
ｎ合金メッキ量は８．４〜４０ｇ／ｍ２と規定する。

また、Ｓｎ−Ｚｎ合金メッキ層中のＺｎ含有率は５〜９
７．５％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。これは、Ｚ
ｎ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加工等によりダメージ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には
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
な金属であるＺｎの効果により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
るようになる。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ても、
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は認められない。

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％未満だとメッキ層の外観は殆ど変化
がなく、ＤＩ加工後の外面側の外観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が失われ、印刷後の外観はブリキ
に比べ白っぽくなり印刷仕上がり性は良好となる。

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底成形時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」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、
ＤＩ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、印呵イ
ンキ下での耐食性が劣化しでくる。

つまり、ＤＩ缶の外面側で良好な耐錆性と外観を確保し
、ＤＩ成形性の劣化および白錆を発生させることのない
適正なＳｎ−Ｚｎ合金メッキ層中のＺｎは、５〜９７．
５％であることが必要である。

このように優れた特性を有するＳｎ−Ｚｎ合金メッキ層
を形成させるためのメッキ浴は特に規制されるものでは
ないが、ビロリン酸浴、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。

上記のようなメッキ鋼板、即ち内面相当面にＳｎメッキ
層、外面相当面にＳｎ　−Ｚｎ合金メッキ層を有するメ
ッキ鋼板に対しては、引き続き塗料密着性、塗装後耐食
性の向上を目的としてクロメート処理を施す。クロメー
ト処理は、一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。クロメート処理によるクロメート付着量は
金属クロム量換算で１ｍｇ／ｍ２以上必要である。

これは１■／ｎ（未満のクロム付着量ではクロメート処
理により生成する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
とができないからである。

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、その結果を第１表
に示す。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
して表面活性化後、缶内面に相当する面に（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）−（イ）、（ロ）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
処理を行ったものを作成した。

（１）　　Ｓｎメッキ条件 メッキ浴組成硫酸錫２０〜３０　ｇ／ｌ。

添加剤１〜５　ｇ／ｌ メッキ浴温５０℃ 電流密度　１５〜２５　Ａ／ｄｍ２（電解時間はＳｎメ
ッキ量に応じて調整） （２）　　Ｓｎ−Ｚｎ合金メッキ条件 （イ）ピロリン酸浴 メッキ浴組成 ビロリン酸第−錫 １０〜５０ｇ／　１　（合金組成に応じて調整）硫酸亜
鉛 ２０〜１００ｇ／　Ｉｌ（合金組成に応じて調整）ピロ
リン酸カリウム　　２５０ｇ／ｊ！メッキ浴温　　　　
　　５０’Ｃ 電流密度 １（１〜３０Ａ／ｄｍｔ（電解時間はＳｎ　−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１錫 １０〜６０ｇ／　ｌ　（合金組成に応じて調整）硫酸亜
鉛 ３０〜１５０ｇ／　４２　（合金組成に応じて調整）硫
酸ソーダ　　　　　　３００ｇ／ｆ メッキ浴温　　　　　　５５°Ｃ 電流密度 １０〜３０Ａ／ｄｍ”　（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　／　Ｉｔｐｏ
４．５ 浴温　４５°Ｃ 処理条件　浸漬処理 上記処理材について、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６５．９−φまで製
缶スピード１１０缶／ｍｔｎの成形条件でＤＩ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。

◎；Ｄ■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。

Δ、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。

Ｘ；Ｄ！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ＤＩ缶を作成し、赤、白、黄色の化外面
用インキを膜厚Ｓｎ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ＤＩ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、すけかなく、均一印刷性
が極めて良好。

Δ；印刷後の外観に若、千の印刷むら、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 °Ｃ１相対湿度９８％以上の湿 気槽に６０ｍ　ｉ　ｎ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℃、相対湿度９８％以上の湿気
槽に２週間保管し、評 価数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。

△；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
。

上記の試験結果から明らかなように、本発明はＤＩ成形
特性や耐錆性に優れ、またこれらの特性も比較例に比べ
て安定して得られている。

（発明の効果） 本発明によれば、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
ことができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも缶外面側に相当する面に５〜９７．５％のＺ
   ｎを含有するＳｎ−Ｚｎ合金メッキを８．４〜４０ｇ／
   ｍ＾２施し、缶内面側に相当する面にＳｎメッキを施し
   、次いでクロム換算付着量で１〜１００ｍｇ／ｍ＾２の
   クロメート被膜を有することを特徴とする耐錆性と外観
   に優れた容器用表面処理鋼板。