JPS5983787A - 塗装後の耐食性が優れたシ−ム溶接缶用表面処理鋼板 - 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】 本発明は、Ｎｉ　−Ｓｎ合金めつき層、金属クロム層、
クロメート被膜層を有する溶接性、特に塗装後の耐食性
に優れたシーム溶接缶用表面処理鋼板に関するものであ
る。

現在実用に供せられている缶用材料としては、ブリキあ
るいはＴＦＳ　（ティンフリースチール）があるが、こ
れらをシーム溶接缶用材料として用いる場合、以下に述
べるような問題がある。＃２５ブリキは飲料缶（炭酸飲
料、ジュース、スープ等）用のシーム溶接缶用材料とし
て用いられており、溶接性、耐食性、塗装性に何ら問題
はない。しかし、＃２５ブリキは高価な錫を片面当り約
０．５μめっきしたものであり、製缶コストの低減を最
大の特徴とするシーム溶接製缶法ｌこおいて適した材料
とはいいがたい。

錫目付量を減らした薄目付ブリキをシーム溶接缶用材料
として用いようとする場合には、耐食性が著しく劣り実
用に供することはできない。

ＴＦＳは安価な缶用材料であり、塗装性、耐食性に優れ
ているが、シーム溶接性には問題がある。

すなわち、シーム溶接を行なった場合、　ＴＦＳは「散
り」を生じ溶接部の補修塗装を困難にするばかりでなく
、溶接強度が十分でなく、溶接不良を起し易い。「散り
」は溶融した金属が飛散する現象で、Ｃｒ水和酸化物の
ように高電気抵抗物質が存在する場合に生ずる。しかし
、　Ｃｒ水和酸化物の形成を僅少にし、殆んど全てが金
属ＣｒからなるＴＦＳをシーム溶接した場合でも、溶接
時の昇温過程でＣｒ酸化物が形成されて「散り」は発生
するので、　ＴＦＳヲシーム溶接缶用材料として用いる
ことはできない。ＴＦＳをシーム溶接するために研削に
より素地鉄を露出させる方法があるが、研削屑が製缶後
内面に相当する面に飛散付着するなど、実用に供するに
は問題がある。このように、現在用いられている缶用材
料はいずれもシーム溶接缶用材料としては不十分である
。

本発明は、シーム溶接缶用材料として必要とされる溶接
性、耐食性、特に塗装後の耐食性に優れ、かつ安価なシ
ーム溶接缶用表面処理鋼板を提供することを目的とする
ものである。

本発明によれば、鋼板表面に、重量比Ｓｎ、　／　（ｓ
ｎ＋Ｎｉ　）が０．５〜０．８なる合金組成を有しかつ
厚さが０．０１〜０，２μの範囲のＮｉ　−Ｓｎ合金め
つき層と、その上層に１〜２５キ／ｌｔ？の金属クロム
層と、さらにその上層に被膜量がＣｒ換算量で５　”Ｖ
／讐以上でかつ金属クロム層との総和で３０■／？以下
であるクロメート被膜層とを形成することにより、上記
目的を達成することができる。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

：ｊＪｉ　−Ｓｎ合金めつき被膜自体は面１食性、溶接
性に優れているが、めっき厚が０．０１〜０．２μでは
被膜中にピンホールが存在する。従って、本発明の表面
処理鋼板も、ピンホールからの素地鉄の溶解およびＮｉ
　−Ｓｎ合金めつき被膜自体の溶解を防ぐために、他の
缶用材料と同様に塗装して使用されるが、Ｎｉ　−Ｓｎ
合金めつき被膜自体は塗装密着性、特に高温の水溶液等
に長時間さらされた場合の塗料密着性（塗料二次密着性
）が劣り、塗装後の耐食性が十分でない。

本発明では耐食性、塗装性、特に塗装後の耐食性の向上
を目的として、Ｎｉ−８ｎ被膜層上番こ、全屈クロム層
、クロメ−１−被膜層を施すが、溶接性を損わず、かつ
耐食性、塗装性、特に塗装後の耐食性を向上させる金属
クロム量、クロメート被膜量を種々検討した結果、Ｎｉ
　−Ｓｎ合金めつき層上に１〜２５■／イの金ハクロム
層、さら番こその上層に抜＠貝がＣｒ換算で５■／イ以
上で、かつ金属クロム層との総和で３０■／　ｎ？以下
であるクロメート被膜層を形成すれば、　ＮＬ　−Ｓｎ
合金めつき被膜自体による優れた溶接性を損うことなく
５．ｉ！ｆｆ１′食性、塗装性、特ｔこ塗装後の耐食性
が向上することが判った。

本発明において、Ｎｉ　−Ｓｗ金合金つきの目的は溶接
性の向上と耐食性の付与であり、合金組成がＬｆｉｔ比
Ｓｎ／り（Ｓｎ＋Ｎｉ　）　＝　０．５〜０．８におい
て、これらの特性が著しく向上することが判明した。

先行技術として特公昭３６−１５２５２ｒ極薄ニツケル
めっき鋼板」に開示されるところでは、この鋼板は半田
缶を対象とし、耐食性、半田性、ラッカー性、加工性を
問題にしており、Ｎｉ−・３ｎ合金めつきの合金組成に
ついては規定しておらず、Ｎｉを主体とした層と述べら
れているのに対し、本発明のｆ’Ｍ　ａ　Ｉこおいては
溶接技術の向上によって近年開発されたシーム溶接缶を
対象とし、特にめっき層の合金組成範囲を規定すること
を大きな特長とするものであって、上記刊行物に開示さ
れた発明と本発明は思想的にも技術的にも全く異なった
ものである。

Ｎｉ　−Ｓｎ合金めつきは、塩化物−フッ化物浴、硫酸
塩−フッ化物浴、ケイフッ化物浴、ピロリン酸浴、塩化
物浴のいずれによっても実施可能であり、浴温度５０〜
７０℃、電流密度０，１〜５０Ａ／ｌｄで行なうことが
できる。Ｎｉ　−３ｎ合金めつき層は、平衡状態図に示
されているようなＮ　ｉ　、　Ｓｎ　、、ＮｊｇＳｎａ
なとの金属間化合物の混合組織とは異な゛　リ、ｖ量比
Ｓｎ／（Ｓｎ＋Ｎｉ　）　〜０．５〜ｏ、８ノ範囲では
殆んど全てが単一層となっており、この範囲で溶接性、
耐食性に優れた性質を発揮するのである。

３ｎ　／　（Ｓａ１＋　１’Ｊ１　）の値を０．５〜０
．８　［限定スる理由は以下の通りである。Ｓｎ、／（
Ｓｎ＋Ｎｉ　）が０．５より／Ｊ’％さいと、めっき層
中にクラックを生じ、地鉄の保護作用が著しく低下する
とともに、溶接時にめっき層表面に酸化物が形成され易
くなるために「散り」を生じ易くなるからである。Ｓｎ
／（Ｓｎ＋Ｎｉ）が０．８より大きい範囲ではめつき層
が粗く、ピンポールなどの欠陥を多く含んだ電着紹織と
なり、地鉄の保護作用が著しく低下するとともに、Ｎｉ
　−Ｓｎ合金の％１点が１０００℃より低くなり、１０
００℃以下では溶接時にめっき層が溶融し、溶融潜熱の
ため熱損失を生じ多くの１「流を必要とするため笑用的
でない。

本発明においてＳｎ／　（Ｓｎ　＋Ｎｉ　）　（７，）
値をｏ、５〜０．８に限定する理由は、上述した処から
明らかなように、溶接性、耐食性の著しく優れた性能を
得られるからであり、これ以外の組成では溶接性、耐食
性にｇ１１著な効果が現れないからである。

Ｎｉ　−Ｓｎ合金めつき厚さを０．０１〜０．２μに限
定する理由は、ｏ、ｏｉμ未満では溶接性、耐食性に顕
著な効果を生じなくなり、またＯ；２／／を超えると溶
接性、耐食性ｌこ対する効果が飽和し、経済的なデメリ
ットが生ずるからである。

このＮｉ　−Ｓｎ合金めっきを鋼板表面に施せば、溶接
性、耐食性が向上する。しかし、めっき層中のピンホー
ルを皆無にすることは非當に困難であり、ピンホールか
らの鉄の溶出が避けられない。

また、　ｌ’Ｊｉ　−Ｓｎ合金めつきは塗料密着性、特
に高温の水溶液等ζこ長時間さらされた場合の塗料密着
性（塗料二次密着性）が劣り、塗装後の耐食性が十分で
はない。

このため、本発明ではＮ１−Ｓｎ合金めっき上に金属ク
ロム層、クロメート被膜層を施す。この全屈クロム層と
クロメート被膜層からなる二層構造被膜を施ずことＯこ
より、Ｎｉ　−Ｓｎ合金めっき層中のピンホールを有効
に被覆して耐食性をさらに向上させ、か゛つ塗料密着性
を向上せしめ塗装後の耐食性を向上させることができる
。

この金属クロム層とクロメート被膜層からなる二層構造
被膜を得るには、クロム酸にｓｏ４”−またはＦ−もし
くは両者を添加した処理浴を用いて、電解処理により二
層構造被膜を形成させるか、あるいは既知のクロムめっ
き法で全屈クロム層を形成させた後、クロム酸、クロム
酸塩、重クロム酸塩またはこれらの混合物の水溶液を用
い、浸漬法、スプレー法、電解法のいずれかの方法でク
ロメート被膜層を形成させれば良い。

クロメート級膜のみをＮｉ　−Ｓｎ合金めつき層上に施
しただけでは、Ｎｉ−Ｓｎ合金めつき層中のピンポール
を有効に被覆することによる耐食性向上は図れるが、Ｎ
ｉ　−Ｓｎ合金めつき層との密着力が弱いため塗料ＥＦ
Ｒ性はさほど向上しない。しかし、金属クロム層がクロ
メート被膜層とＮｊ　−Ｓｎ合金めつき層との間に存在
すると、さらなる耐食性向上が図れるばかりでなく、ク
ロメート被膜層の下地金ｒととの密着性が向上すること
によって塗料密着性が向上し、優れた塗装後の耐食性が
得られるのである。

金属クロム量、クロメート被膜層は多い程、耐食性およ
び塗装後の耐食性は向上するが溶接性は劣化する。すな
わち、金属クロム量が多くなると、溶融時に形成される
クロム酸化物量が増してボンド部での鉄と鉄との接合を
明害し、またクロメート被膜量が多くなると、クロメー
ト被膜自体が高電気抵抗物質であるため、やはりポンド
部での鉄と鉄との接合を阻害し、「散り」を発生するた
めである。

そこで、溶接性を損わずに耐食性向上ならびに塗装後の
耐食性向上の効果を十分に発揮させる金粒クロム、クロ
メート被膜量を検討した結果、１〜２５■／　ｎ？の金
ハクロム層と、その上層に被膜層がＣｒ＠算で５　ｍｙ
／ｎ？以上で、かつ全孔クロム層との総和で３０■／Ｒ
以下であるクロメート被膜層を施せば良いことが判った
。金にクロム−殴が１ｔｒｙ／ｎ？未満ではクロメート
被膜の下士（ハ金すとの密着性が劣化し、塗料密着性、
塗装後の耐食性を向上させる効果が不十分である。クロ
メート被膜量が５■／ｒｒ？未満では、下地のめっき層
およびピンホールより露出した地鉄などの活性点を十分
に被覆することができず、耐食性および塗装後の耐食性
を向上させる効果が不十分である。また、２５ｔｒｑ／
ｌＴ？を超える金バクロｌ−量の場合、あるいはクロメ
ート被膜量がＣｒ換算で金８クロム層との総和で３０ｍ
７．／ｒｒ？を超える場合ζこは、耐食性、塗料密着性
、塗装後の耐食性は十分であるが、「散り」を発生し溶
接性が悪くなる。

次に、本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。

〔実施例１〕 ブリキ原板を電解脱脂、酸洗し、た後、塩化物−フッ化
物浴を用いてｐＨ２，５、浴温度６５℃、電流密度１０
　Ａ／ｄｒｒ？で０．１０　ｐのＮｉ　−Ｓｎ合金めつ
きを行なった。その後、５　Ｑ　ｆ／ｌクロｉ＝酸、０
、６１　／　ｔ　Ｈ２ＳＯ４なる組成の浴を用いて」５
Ａ／ｄ−で陰極電解処理を行なった。

〔実施例２〕 ブリキ原板を゛電解脱脂、酸洗した後、塩化物−フッ化
物浴を用いてｐＨ２，５、浴温度６０℃、電流密度５　
Ａｌｔｉｎ？で０．０７１１のＮｉ　−Ｓｎ合金めっき
を行なった。その後、ｉ　ｓ　ｏ　ｙ７ｔクロム酸、１
、、８　ｆ　／　ｔＨ２ＳＯ４なる組成の浴を用いて２
０Ａ／ｄ−で陰極電解処理を行ない、引き続いて６０１
／ｌクロム酌、０．６　ｆ／Ｌ　ＮｉＦ２する組成の浴
を用いて１０Ａ／ｄ、イで陰極電角丁ｆ処理を行なった
。

〔実施例３〕 ブリキ原板を電解脱脂、酸洗した後、ピロリン酸浴を用
いてｐｉ　ｓ、ｏ　、浴温度７０℃、電流密度５　Ａ／
ｄ−でｏ、ｏｓｐのＮｉ　−Ｓｎ合金めっきを行なった
。その後、７５　ｒ／ｌクロム酸、０．３ｒ／’　Ｎａ
　２　Ｓ　Ｉ　Ｆ　６．０．１　ｔ／’Ｌ　ＨｘＳＯａ
なる組成の浴を用いて１５　Ａ／ｄｔｒ？で陰極電解処
理を行なった。

〔比較例１〕 ブリキ原板を電解脱脂、酸洗した後、塩化物−フッ化物
浴を用いてｐＨ２，５，浴温度６０℃、電流密度１５　
Ａ／ｌｔｎ？で０．１０μのＮｉ　−Ｓｎ合金めつきを
行なった。その後、３０９／を重クロム酸ナトＩＪウム
の浴を用いて５　Ａ／ｃｔｄで陰極電解処理を行なった
。

〔比較例２〕 ブリキ原板を電解脱脂、酸洗した後、（ｉｉｆＣ酸塩−
フッ化物浴を用いてｐＨ５，５、浴温度５５℃、電流密
度５　Ａ／ｃｔｎ？で０．１２７１のＮｉ　−Ｓｎ合金
めっきを行なった。その後、２５０り／ｌクロム酸、２
．５　ｙ／ｌ　Ｈ２ＳＯ，なる組成の浴を用いて２５Ａ
／ｄｄで陰極電解処理を行ない、引き続いて５０ｔ／ｌ
クロム酸、０．１　？／Ｌ　Ｈ２Ｓ０ａなる組成の浴を
用いて陰極電解処理を行なった。

上記の処理を行なった鋼板から１６４．７Ｘ８０での試
片を（リリ出し、てシーム溶接性試験を行なつ１こ。ま
１こ、１００　Ｘ　１００τ１の試片を用いて塗料二次
密着性試験を行ｔＣつだ。

（１）シーム溶接性試験 スードロニツク社製Ａ（’！缶格を用いて、溶接速度８
ｍ／＝ｒ＝、ｑ’ｉｐ　Ｊ＋ロ加圧カニ３０１（ｑｆ　
、オー、＜−ラップ０．４　ｔｍでシーム溶接を行ない
、適正’Ｒ流範囲を求めた。

（２）　　塗料二次密着性ｔ性試か−および塗装後の耐
食性エポキシフェノール系塗料を５０π７／η？塗装後
、２係ＮａＣｔ＋　４係酊酔溶液中で゛１２５℃×６０
分処理後、クロスカットテープ剥離試ｒＬ谷で塗料二次
密着性を評価し、塗膜面の腐食状態で塗装後の耐食性を
評価し１こ。

上記試料ζこついての諸試験結果を示した表１から明ら
かなように、本発明による表面処理停板（実施例１〜３
）は、溶接性、塗料二次密着性、塗装後の耐食性におい
て比較材（比較例１，２）に比べ優れた性能を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼板表面に、重量比Ｓｎ／　（８ｎ　＋Ｎｉ　）が０．
   ５〜０．８なる合金組成を有しかつ厚さが０，０１〜０
   ．２μの範囲のＮｉ　−Ｓｎ合金めつき層と、その上層
   に１〜２５ｑ／ｍ”の金属クロム層と、さらにその上層
   に被膜量がＣｒ換算量で５勿曾以上でかつ金属クロム層
   との総和で３０η／ｒｒｌ以下であるクロメート被膜層
   とを有することを特徴とする塗装後の耐食性が優れたシ
   ーム溶接缶用表面処理鋼板。