JPH0474889A - 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綱板の要求が非常に強
い。従来より、ＤＩ缶用表面処理網板としては特開昭５
１−４３３２４号公報、特開昭６１−１３９６９４号公
報等に記載されている如き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（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している課題） 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銅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） 即ち、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０．５〜２０ｇ／ｎ（のＺｎメッキ層を施し
、その上層にＺｎを５〜９７．５％含有する１、０〜２
０ｇ／ｎ（のＳ　ｎ、　−Ｚ　ｎ合金メンキ層を施した
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
調板、あるいはさらに該鋼板の缶外面側に相当する面の
最表層に、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
綱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外面に相当する面に、良好な耐
錆性および良好な外観を確保するためにＺｎメッキを施
す。

缶内面側に相当する面は特に規制するものではなく例え
ば通常のブリキメッキあるいは有機フィルムをラミネー
トしてもよい。

従来のスチールＤＩ缶はＤＩ加工によりＳｎメッキ層が
損傷し地鉄が露出しているため、水分がＤＩ缶表面に存
在した場合、地鉄はＳｎに比べて電位が卑になるので地
鉄が腐食する。しかし、本発明に従い、ＤＩ缶表面上に
地鉄より卑なＺｎ層が存在するので、ＺｎＯ地鉄に対す
る犠牲防食作用により地鉄の腐食を防止することができ
る。良好な耐錆性とＤＩ加工後の良好な外観を確保する
ためには下層のＺｎのメッキ量は０．５ｇ／ｒｄ以上必
要である。下層に０．５ｇ／ｍ２以上のＺｎメ・ンキを
施すことにより、ＤＩ加工後の地鉄の露出が防止され、
外観が白っぽくなり、印刷仕上がり性も向上する。しか
しＺｎメッキ量が２０ｇ／ｎ（を越えると印刷仕上がり
性向上効果も飽和に達し、経済的にも不利である。した
がって、下層のＺｎメッキ量は２０ｇ／ｎ（以下とする
。

次に上層のＳｎ−Ｚｎ合金メッキの作用効果について述
べる。上層にＳｎ−Ｚｎ合金メッキを１６０〜２０ｇ／
ｎ（施す目的は、下層のＺｎメッキ鋼板のＤＩ加工性を
向上するためである。Ｓｎ　−Ｚｎ合金メッキ層が１．
０ｇ／ｍ２未満では該合金メッキ層が持つ良好なりＩ加
工性向上効果を発揮することができず、２０　ｇ　／　
ｒｄを越える過剰なＳｎ−Ｚｎ合金メッキ層ではＤＩ加
工性の向上効果が飽和し、経済的に不利である。

また、Ｓｎ−Ｚｎ合金メッキ層の耐錆性を向上するため
には該メッキ層中のＺｎ含有率を５〜９７．５％に規制
する必要がある。下層にＺｎ、上層にＳｎ−Ｚｎ合金メ
ッキを有する銅板のＤＩ加工後の缶壁部には地鉄部、Ｚ
ｎメッキ層、Ｓｒ＋−Ｚｎ合金メッキ層が存在する。こ
の状態の鋼板が水あるいは塩水等の電解液中に浸漬され
た場合、上層のＳｎ−Ｚｎ合金メッキ層と下層のＺｎメ
ッキ層との間に電位差を生じて局部電池を作り電位的に
卑なＺｎメッキ層を溶出し耐錆性を劣化する。したがっ
てこの電位差をできるだけ小さくするため、Ｓｎ　−Ｚ
ｎ合金メッキ層中のＺｎの含有量を増加させて電位をＺ
ｎメッキに接近させる必要がある。この場合、ＳｎＺｎ
合金メッキ層中のＺｎが５％未満では、上記の理由によ
り、鋼板の外面耐錆性向上効果が得られない。一方、Ｓ
ｎ−Ｚｎ合金メンキ層中のＺｎが９７．５％を越えると
、Ｓｎ−Ｚｎ合金メッキ層の潤滑性が劣化して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「かじりＪの発生が大きくなり、良好なりＩ成形
性も確保できなくなる。したがって、ＤＩ缶の外面側で
良好な耐錆性を確保し、ＤＩ成形性の劣化を発生させる
ことのない適正なＳｎ−Ｚｎ合金メッキ層中のＺｎは５
〜９７．５％が必要である。

このように優れた特性を有する下層Ｚｎメッキ層と上層
Ｓｎ−Ｚｎ合金メッキ層を形成するためのメッキ浴およ
び制御は特に規制されるものではないが、Ｚｎメッキに
ついては、硫酸浴、ピロリン酸浴、シアン浴、塩化物浴
などを用いてメッキ量を電解に要するクーロン数で制御
するのがよく、Ｓｎ−Ｚｎ合金メッキについてはピロリ
ン酸浴、シアン浴、硫酸浴、塩化物浴などを用いて、合
金メッキ量を電解に要するクーロン数で制御し、しかも
合金メッキ層中のＺｎ含有量は主に各々の浴中の金属イ
オン量のバランスで制御するとよい。

さらに本発明においては、上記のようなメッキ網板のメ
ッキ層の空気酸化による変色を防止するために、必要に
応じてクロメート処理を施して使用に供することができ
る。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
方法は特乙コ規制されないが、例えば浸漬処理、スプレ
ー処理、電解処理による。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１〜５０■／ボが必要
である。１■／ｍ２未滴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網板
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
えても、その効果の程度が小さく、経済的に不利である
。本発明では上記のようなメッキ綱板をＤＩ成形後、さ
らに塗装性能、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を施しても
よい。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通用される。

（実施例） 以下に本発明の実施例について述べる。第１表は実施例
および比較例の性能評価試験片結果を示す。

冷間圧延、焼鈍工程により、ＤＩ缶用途１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、表面
活性化後、缶内面に相当する面に（１）に示す条件でＳ
ｎメッキを、あるいは（２）に示す条件で有機フィルム
のラミネートを施し、引き続き缶外面に相当する面の下
層に（３）−（（）、（３）−（ｏ）に示す条件でＺｎ
メッキを施し、上層に（４）　−（イ）、（４）−（ｎ
）に示す条件でＳｎ−Ｚｎ合金メッキを施した。そして
（５）に示す条件でクロメート処理を施したもの、およ
びクロメート処理を施さなか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２０〜３０ｇ／ｆ添加剤１〜５ｇ
／ｆ メッキ浴温　　５０″Ｃ 電流密度　　　１５〜２５Ａ／ｄボ（電解時間はＳｎメ
ッキ量に応じて調整） （２）有機フィルムラミネート条件 膜厚４０ｊ！ｒｎのポリエチレンテレフタレートフィル
ム、２００　”Ｃ１１秒でラミネート（３）Ｚｎメッキ
条件 （イ）ピロリン酸浴 メッキ浴組成 ピロリン酸亜鉛　　　１０〜１５０ｇ／／！硫酸亜鉛　
　　　　　２０〜１００　ｇ／ｉ！。

ビロリン酸カリウム　　　　２５０ｇ／Ａメッキ浴温　
　　　　　　　　　５０°Ｃ電流密度　　　　　　１０
〜３０Ａ／ｄｍ２（電解時間はＺｎメ、キ量に応じて調
整）（ロ）硫酸浴 メッキ浴組成 硫酸亜鉛　　　　　　３０〜２５０ｇ／ｆ！硫酸ソーダ
　　　　　　　　　８０ｇ／ｆｆメッキ浴温　　　　　
　　　　５５°Ｃ電流密度　　　　　　２０〜４０　Ａ
／ｄｍ２（電解時間はＺｎメッキ量に応じて調整）（４
）　　Ｓｎ−Ｚｎ合金メッキ条件 （イ）ビロリン酸浴 メッキ浴組成 ビロリン酸第−錫　　１０〜５０　ｇ　／　１（合金組
成に応じて調整） 硫酸亜鉛　　　　　　２０〜１００ｇ／ｆ（合金組成に
応して調整） ム　　　　　　　２５０ｇ／ｉ！。

５０°Ｃ １０〜３０Ａ／ｄｍ” 合金ツキ量に応じて調整） ピロリン酸カリウ メッキ浴温 電流密度 （電解時間はＳｎ−Ｚｎ （ロ）硫酸浴 メッキ浴組成 硫酸第一錫 硫酸亜鉛 硫酸ソーダ メッキ浴温 電流密度 １０〜６０　ｇ　／　１ （合金組成に応じて調整） ３０〜１５０ｇ／ｆｆ （合金組成に応じて調整） ３００ｇ／１ ５５°Ｃ １０〜３０Ａ／ｄｍ２ （電解時間はＳｎ−Ｚｎ合金ツキ量に応して調整）（５
）クロメート処理条件 浴組成　ＮａＣｒｚ０３　　　　　　２４　ｇ　／　’
ｐＨ４，５ 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）〜（Ｃ）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　ａｎφま
で製缶スピード１１０缶／ｍｉｎ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。

◎、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。

△；Ｄ■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；ＤＩ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 （八）の条件でＤＩ缶を作成し、赤、白、黄色の缶外面
用インキを膜厚５趨で印刷し、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）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−Ｉ５°Ｃの冷凍庫に３
０ｍ１ｎ保定後、すぐ４９ °Ｃ相対湿度９８％以上の湿気 槽に６０ｆｆ＋ｉｎ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°Ｃ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。

○；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
。

その結果、本発明のメッキ鋼板は各種の性能評価試験か
ら明らかなように、本発明の範囲から逸脱する比較例の
メッキ鋼板よりも優れた諸性質を示し、耐錆性と外観の
優れたものと評価し得る。

（発明の効果） 本発明によれば、耐錆性と外観に優れた、特に２ピ一ス
缶（例えばＤＩ缶）の材料として好適な容器用表ｍｌ処
理鋼板を提供することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）法外面側に相当する面の下層に０．５〜２０ｇ／
   ｍ＾２のＺｎメッキ層を施し、その上層にＺｎを５〜９
   ７．５％含有する１．０〜２０ｇ／ｍ＾２のＳｎ−Ｚｎ
   合金メッキ層を施した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。
2. （２）請求項１記載の容器用表面処理鋼板の缶外面側に
   相当する面の最表層に、クロム換算付着量で１〜５０ｍ
   ｇ／ｍ＾２のクロメート被膜を施したことを特徴とする
   耐錆性と外観に優れた容器用表面処理鋼板。