JPH0544077A - 耐錆性と外観性に優れた容器用表面処理鋼板 - Google Patents

耐錆性と外観性に優れた容器用表面処理鋼板

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JPH0544077A
JPH0544077A JP22243691A JP22243691A JPH0544077A JP H0544077 A JPH0544077 A JP H0544077A JP 22243691 A JP22243691 A JP 22243691A JP 22243691 A JP22243691 A JP 22243691A JP H0544077 A JPH0544077 A JP H0544077A
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JP
Japan
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plating
steel sheet
rust resistance
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plating layer
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Withdrawn
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JP22243691A
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Shigeru Hirano
茂 平野
Tomoya Oga
智也 大賀
Mitsutoshi Inoue
満稔 井上
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、2ピース缶(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及
び高温塗装焼付け性に優れた容器用表面処理鋼板を提供
する 【構成】 缶外面側に相当する面の下層にクロムを0.
03〜7%含有する0.5〜20g/m2の亜鉛−クロ
ム合金めっき層を有し次いで上層に0.5〜10g/m
2のスズめっき層を有し、場合によっては、最表層にク
ロム換算付着量で1〜50mg/m2のクロメート被膜
を有する容器用表面処理鋼板により、優れた耐錆性と印
刷仕上り性及び高温塗装焼付け性を確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は2ピース缶(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
外観および高温塗装焼付け性に優れた容器用表面処理鋼
板に関するものである。
【0002】
【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
して例えば「鋼板にSnめっき層、その上にNiめっき
層を施したシーム溶接缶用鋼板(特公昭63−1867
6号公報)」、「鋼板にSnめっき層、その上にクロメ
ート処理したシーム溶接缶用鋼板(特公昭63−309
98号公報)」、「Snめっき層の皮膜中に、Pを含有
させたシーム缶用電気めっき鋼板(特公平1−3230
8号公報)」など多くの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、水道水や川水
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無い塗装被膜を
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。
【0003】
【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)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せんとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨とす
るところは鋼板の缶外面相当側にCrを0.03〜7%
含有するZn−Cr合金めっき層を0.5〜20g/m
2施し、その上に0.5〜20g/m2のSnめっき層を
施し、あるいはさらにクロム換算付着量で1〜50mg
/m2のクロメート皮膜を施した耐錆性と外観性に優れ
た容器用表面処理鋼板を提供するものである。
【0005】
【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、めっき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めっき原板を使用する。めっき原板
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
ためっき原板の缶外面に相当する面にZn−Cr合金め
っきを施した後に、Snめっきを行う。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
あるいは有機フィルムをラミネートしてもよい。鋼板の
缶外面相当側に下層にZn−Cr合金めっきを施す目的
は良好な耐錆性および良好な外観を確保するものであ
る。すなわち、従来のスチールDI缶はDI加工により
Snめっき層が損傷し地鉄が露出しており、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
なるため地鉄が腐食する。しかしDI缶表面上に地鉄よ
り卑なZn−Cr合金が存在すると、Zn−Cr合金の
地鉄に対する犠牲防食作用により地鉄の腐食を防止して
良好な耐錆性を確保し、更に、DI加工後に良好な外観
を確保するためにもZn−Cr合金のめっき量を0.5
g/m2以上にする必要がある。従来のスチールDI缶
は先に述べたように、DI加工後に地鉄が露出するた
め、外観が暗く印刷仕上がり性も悪い。ところが下層に
0.5g/m2以上のZn−Cr合金めっきを施すこと
により、DI加工後の地鉄の露出を防止し外観が白っぽ
く印刷仕上がり性も良好な外観を呈する。また、Zn−
Cr合金めっき量の増加して、印刷仕上がり性を向上す
るが、その量が20g/m2を越えるとその効果が飽和
域に達する。したがって、経済的にもZn−Cr合金の
めっき量は20g/m2以下がよい。
【0006】また、このようなZn−Cr合金めっきの
効果を得るにはめっき層中のCr含有率は0.03%以
上が必要である。すなわち、Cr含有率が0.03%未
満の少ない含有量では、DI加工後の製缶工程での塗装
焼付け時にめっき層が温度198℃以上に上昇するとS
nとZnの接触面でめっき層が溶融し外観が悪化する問
題がある。これはSn−Zn合金が198℃に共晶点を
持つことによりめっき層の融点が低下するためである。
しかし、0.03%以上のCr含有したZn−Cr合金
を下層にめっきすると上層にSnをめっきを施してもZ
nがCrと合金化しているため、Sn−Zn合金めっき
層が溶融される事がなく、高温、高速の塗装焼付けが可
能となる。また、Zn−Cr合金化によるめっき層が、
7%を越えると上層にSnめっきを施しても絞りしごき
加工性を著しく劣化する。これはCr含有率が7%を越
えるとZn−Cr合金が純Znに比べて硬くなり、絞り
しごき加工に必要な潤滑性が失われていくためである。
したがって、Zn−Cr合金中に含有するCr含有率は
0.03〜7%に規制する必要がある。
【0007】さらに上層のSnめっき層は下層のZn−
Cr合金めっき層に良好なDI加工性を付与するもの
で、0.5g/m2以上の目付量が必要である。Snめ
っき量が0.5g/m2未満になるとDI加工時に潤滑
性不足となり、めっき層がダイスにより損傷を受ける
『かじり』の発生が大きくなる。しかし、Snめっき量
が20g/m2を越えるとDI加工性の向上効果が飽和
し経済的に不利となる。したがって、上層のSnめっき
のめっき量は0.5〜20g/m2とした。このように
優れた特性を有する下層のZn−Cr合金めっき層、上
層のSnめっき層を形成するためのめっき浴は特に規制
されるものではない。例えば下層のZn−Cr合金めっ
きは硫酸浴、ピロリン酸浴、シアン浴、塩化物浴が用い
られ合金めっき層中のCr%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し、合金めっき量も電
解に要するクーロン数でコントロールできる。またSn
めっきはピロリン酸浴、シアン浴、硫酸浴、塩化物浴、
フェロスタン浴が用いられ、めっき量は電解に要するク
ーロン数でコントロールできる。
【0008】〔クロメート〕さらに本発明においては上
記のように外面相当面の下層にZn−Cr合金めっき層
をその上層にSnめっき層を有するめっき鋼板に対し
て、めっき層の空気酸化による変色を防止する目的から
必要に応じ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以上が必要である。これは1m
g/m2未満の少ない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めっき鋼板を覆
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50mg/m2を越
えると経済的に不利である。このようにめっき層の空気
酸化を防ぐために微量のクロメート被膜が有効である
が、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。
【0009】
【実施例】以下に本発明の実施例について述べ、その結
果を表1に示す。冷間圧延、焼鈍工程により、DI缶用
途に応じた材質と板厚に調整しためっき原板を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)−(イ)、
(ロ)に示す条件でSnめっきを、あるいは(2)に示
す条件で有機フィルムのラミネートを行い、引き続き缶
外面に相当する面の下層に(3)−(イ)、(ロ)に示
す条件でZn−Crめっきを行い、上層に(1)−
(イ)、(ロ)に示す条件でSnめっきを施した。ま
た、クロメート処理を行う場合は、(4)に示す条件で
行った。
【0010】(1)Snめっき条件 (イ)硫酸浴めっき浴組成 硫酸第一錫 10g/l 硫酸ソーダ 300g/l めっき浴温 55℃ 電流密度 10〜30A/dm2(電解時間はめっき
量に応じて調整) (ロ)ピロリン酸浴めっき浴組成 ピロリン酸第一錫 50g/l ピロリン酸カリウム 100g/l めっき浴温 50℃ 電流密度 10〜30A/dm2(電解時間はめっき
量に応じて調整) (2)有機フィルムラミネート条件 膜厚40μmのポリエチレンテレフタレートフィルム、200
℃、1秒でラミネート
【0011】(3)Zn−Cr合金めっき条件 (イ)ピロリン酸浴めっき浴組成 ピロリン酸亜鉛 10〜150g/l(合金組成に応じて調
整) 塩化クロム 20〜100g/l(合金組成に応じて調
整) ピロリン酸カリウム 250g/l めっき浴温 50℃ 電流密度 10〜30A/dm2(電解時間はめっき
量に応じて調整) (ロ)硫酸浴めっき浴組成 硫酸亜鉛 30〜250g/l(合金組成に応じて調
整) 硫酸クロム 10〜100g/l(合金組成に応じて調
整) 硫酸ソーダ 80g/l めっき浴温 55℃ 電流密度 20〜40A/dm2(電解時間はめっき
量に応じて調整) (4) クロメート処理条件 浴組成 ニクロム酸ソーダ 24g/l pH 4.5 めっき浴温 45℃ 処理条件 浸漬処理
【0012】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6
5.9mmφ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。 △;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。 ×;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 (A)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5μ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。 ○;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。
【0013】(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、評価材はウォー
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−15℃の冷凍庫に30
min保定後、すぐ49℃相対湿度98%以上の湿気槽
に60min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 ◎;錆の発生が全く認められなく、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。 (D) めっき層溶融試験 (A) の条件で作成したDI缶を230℃の乾燥炉に10
min保定し、缶外面のめっき層の溶融を目視で観察し
た。判定基準は以下のとおり。 ○;めっき層の溶融が全く認められない。 △;めっき層の溶融がわずかに認められる。 ×;めっき層の溶融が缶全体に認められる。
【0014】
【表1A】
【0015】
【表1B】
【0016】
【発明の効果】上記の実験結果から明らかなように、本
発明のめっき鋼板の成形性、印刷仕上がり性は、本発明
から逸脱する比較材に比し、安定して優れた性能が得ら
れる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板の缶外面相当側にCrを0.03〜
    7%含有するZn−Cr合金めっき層を0.5〜20g
    /m2施し、その上に0.5〜20g/m2のSnめっき
    層を施した事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。
  2. 【請求項2】 鋼板の缶外面相当側にCrを0.03〜
    7%含有するZn−Cr合金めっき層を0.5〜20g
    /m2施し、その上に0.5〜20g/m2のSnめっき
    層を施し、さらにクロム換算付着量で1〜50mg/m
    2のクロメート皮膜を施した事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。
JP22243691A 1991-08-08 1991-08-08 耐錆性と外観性に優れた容器用表面処理鋼板 Withdrawn JPH0544077A (ja)

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