JPS6034637B2 - 塗料密着性に優れた光沢錫めつき鋼板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塗料密着性に優れた光沢錫めつき鋼板に関する
ものである。

近年、製缶法の進歩は甚しく、従来の半田付けによる毅
缶法に加えて、テインフリー・スチール（以下ＴＦＳと
いう。

）の出現と相挨つて、ナイロン系の有機接着剤を用いた
缶胴接合法が普及し、多くの炭酸飲料缶，果汁飲料缶に
応用され、ＴＦＳが缶用材料として多く用いられている
。このナイロン系の有機接着剤を用いる缶胴接合法にお
いては、被着剤表面の塗装、暁付された塗料の間に有機
接着剤を界在させるものであり、被着材と塗料との密着
性、有機接着剤と塗料との接着力により、缶月同接合が
蓮せられる。しかし、錫めつき鋼板に見ばえ及び内容物
の保護の面でＴＦＳより優れているにもかかわらず、塗
料密着性が劣り、有機接着剤による缶８同接合法は困難
とされている。さらに、この缶冨岡接合法を適用する場
合、約８０〜１００午０の温度で加熱殺菌された内容物
を充填する、いわゆるホットバックを行う果汁飲料缶、
１００ｑｏ以上での加圧殺菌を行う、いわゆるレトルト
殺菌を必要とする缶への適用は錫めつき鋼板の場合不可
能とされてきた。錫めつき鋼板の塗腰密着性の改善案と
して、米国特許第３２４５５７７号がある。この方法は
錫層上にクロムめつきを行い、さらに、その上層に塗料
を塗装し、硬化させるものであるが、常温での塗膜密着
性は改善されるものの、十分ではなく、ホットパックを
行う缶あるいはレトルト殺菌を行う缶への適用は不可能
であった。本発明は、上述の加熱殺菌条件下において、
常温における塗腰密着性、高温耐水性および耐レトルト
性に優れた錫めつき鋼板を提供するものである。

さらに、ぶりきの光沢を維持して上述の特性を満足した
錫めつき鋼板を提供するものである。すなわち、本発明
は鋼板の両面に錫層、その上層に１〜２０の９／あのニ
ッケル層、さらにその上層に１０〜１００の９／めの金
属クロム層、金属クロム換算で５〜３０の夕／あのクロ
ム水和酸化物層からなる錫めつき鋼板により、従来不可
能であった有機接着剤による缶８同接合法に適した光沢
錫めつき鋼板を得ることができる。本発明の錫めつき鋼
板は加熱により錫を溶融する光輝化工程を得た錫めつき
鋼板および錫を溶融しない錫めつき鋼板のいずれも本願
の目的が蓮せられるが、光輝化工程を得ることにより錫
層の光沢が得られる。

錫層は１．１２〜１１．２夕／〆が適している。図面は
ニッケル層と錫層上にニッケル層、その上層に５０〜６
０の９／あの金属クロムとクロムとして１０〜１畝９／
めのクロム水和酸化物層を有する錫めつき鋼板の塗膜接
着力との関係を示すものであるが、図面より明らかなよ
うに、ニッケル量が１の９／力以上で優れた塗膜密着性
を示す。

ニッケル層が２０の夕／れを越えてもそれ以上の高い接
着強度が得られないばかりか、錫層の光沢が低下し、外
観を損い商品価値が下るので１〜２０の９／わが好まし
い。さらに、その上層の金属クロム層およびクロム水和
酸化物層は常温での塗膜密着性、高温耐水性および耐レ
トルト性に効果があり、錫層上のニッケル層との相乗効
果により、従釆の錫めつき鋼板では得られなかった有機
接着剤による缶月岡接合法の製缶に通した錫めつき鋼板
が得られる。

錫層上にクロムめつきを行い、クロムを被覆した米国特
許第３２４５５７７号の方法においては、通常の錫めつ
き鋼板に用いられている錫めつき後、重クロム酸ナトリ
ウム溶液中で陰極処理する方法よりは、塗膜密着性は改
善されるものの、高温耐水性および耐レトルト性に劣り
、有機接着剤による缶且同接合法の適用は困難であった
。塗膜の剥離はクロム水夫０酸化物層と塗腹との界面で
なく、錫層と金属クロム層またはクロム水和酸化物層と
の界面で起こる。すなわち、錫層と金属クロム層または
クロム水和酸化物層との接合が弱いことを示唆している
。ニッケルを界在させることにより、錫層面での剥離が
なくなり、ニッケルと錫およびニッケルと金属クロム層
との接着が強化される。金属クロム量が１０の９／枕以
上でないと、塗膜密着性、耐熱水劣下性および耐レトル
ト性が向上せず、金属クロム量の増加とともに上述の特
性が向上するが１００の９／れを越えても、それ以上の
効果が得られないばかりか、錫めつき鋼板特有の錫層の
光沢を失うので、１０〜１００の９／わが適している。
クロム水和酸化物量は高温耐水性および耐レトルト性の
面から５の９／め以上必要である。３０の９ノ〆を越え
ると、錫層の光沢を失い、見ばえを損うので５〜３０雌
／でが好ましい。

以下、本発明の内容を詳しく説明する。

まず、冷延鋼板を脱脂し、酸洗したのち、電気錫めつき
を施し、直ちにあるいは錫の溶融温度以上で加熱し、錫
を溶融したのち電気ニッケルめつきを行う。

水洗したのち電解クロム酸処理を施し、ニッケル層上に
金属クロム層とクロム水和酸化物層を形成させ、水洗、
乾燥したのち塗漉して本発明の光沢錫めつき鋼板が得ら
れる。電気錫めつきは、公知の錫めつき格を用い、硫酸
錫俗、塩化錫俗の酸性格、あるいは錫酸ナトリウム浴、
錫酸カリウム格のアルカリ浴が使用できる。

電気ニッケルめつきは、硫酸ニッケル格、塩化ニッケル
格、スルフオミン酸俗および硫酸ニッケルアンモニウム
格のいずれも用いることができる。本発明の錫めつき鋼
板のニッケル層の量は１〜２０雌／めで少なく、通常用
いられるニッケル濃度より少ない１′１鼠里度のニッケ
ル濃度で行えば、ニッケルの析出効率が低くなり、特に
ニッケル量が５の９／め以下の場合、ニッケル層量のコ
ントロールが容易となる。次に電解クロム酸処理として
は、ＴＦＳ製造に用いられる無水クロム酸を主成分とし
て硫酸、発素化合物、芳香族ジスルフオン酸、チオ尿素
等の助剤を１種または２種添加した格のいずれも使用で
きる。これらの浴中で陰極処理を行い、金属クロム層と
クロム水和酸化物層を形成させる。電気錫めつきの後処
理として通常用いられている重クロム酸ナトリウム溶液
中で３〜４Ｃ／ｄあの陰極処理する方法では、金属クロ
ムの析出は簸かしいので、無水クロム酸を主成分とした
浴を用いることが適している。以下、本発明を実施例に
より具体的に説明する。

実施例 １ ０．２２柳の冷延鋼板を７％のか性ソーダ溶液中で電解
脱脂し、水洗し、３％の硫酸溶液中で電解脱脂し、水洗
した後、公知の硫酸錫めつき裕中で２．８夕／めの錫め
つきを施し、リフロー工程で錫を溶融したのち、次に示
す硫酸ニッケルめつき浴組成および処理条件で電気ニッ
ケルめつきを行い、錫層上に２雌／淋のニッケル層を得
、水洗したのち次に示す電解クロム酸処理俗組成および
処理条件で電解クロム酸処理を行い、ニッケル層上に２
０の９／あの金属クロム層とクロム換算で１５の９／め
のクロム水和酸化物層を得た。

水洗、乾燥したのち、ジ・オクチル・セバケート（以下
ＤＯＳという）を塗油した。‘１’電気ニッケルめつき
格組成および処理条件格組成硫酸ニッケル
２００夕／そホウ酸 １０夕／
そ処理条件 電流密度 ０．１Ａ／ｄ〆処理時
間 １．の砂浴温度
４５℃【２）電解クロム
酸格組成および処理条件裕組成 無水クロム酸 ３０夕／そ弗化ナトリ
ウム ２夕／そ処理条件 電流密度 ３船／ｄ〆処理時間
１．現＠浴温度
５９０実施例 ２実施例１と
同様の前処理を行い、公知の硫酸錫めつき裕中で１．７
９／での錫めつきを施し、リフロー工程で錫を溶融した
のち、次に示す硫酸ニッケルアンモニウム格組成および
処理条件で電気ニッケルめつきを行い、錫層上に５の９
／〆のニッケル層を得、水洗したのち、次に示す電解ク
ロム酸処理裕組成および処理条件で電解クロム酸処理を
行い、ニッケル層上に８０燐／あの金属クロム層とクロ
ム換算で８の９／あのクロム水和酸化物層を得た。

水洗、乾燥したのち、ＤＯＳを塗油した。‘１１ 電気
ニッケルめつき浴組成および処理条件格組成硫酸ニッケ
ルアンモニウム １００夕／そクエン酸ナトリウム
１５夕／そ処理条件 電流密度 ０．珍／ｄ〆処理時間
０．＄ｅＣ浴温度
４５００■ 電解クロム酸浴
組成および処理時間格組成 無水クロム酸 ６０夕／そ硫 酸
０．６夕／夕処理条件電流密
度 ４５Ａ／ｄめ処理時間
１秒格温度
５ず０実施例 ３実施例１と同様の前
処理を行い、公知の硫酸錫めつき裕中で２．８夕／れの
錫めつきを施し、リフロー工程で錫を溶融したのち、次
に示すスルフアミン酸ニッケル浴組成および処理条件で
電気ニッケルめつきを行い、錫層上に１０倣／あのニッ
ケル層を得、水洗したのち、次に示す電解クロム酸処理
裕組成および処理条件で電解クロム酸処理を行い、ニッ
ケル層上に５０雌／〆の金属クロム層とクロム換算で１
０の９／〆のクロム水和酸化物層を得た。

水洗、乾燥したのち、ＤＯＳを塗油した。｛１’電気ニ
ッケルめつき裕組成および処理条件俗組成スルフアミン
酸ニッケル １００夕／そホウ酸
１５タノそ処理条件 電流密度 ０．５Ａ／ｄ〆処理
時間 １秒俗温度
５０００【２１ 電解クロム
酸浴組成および処理条件格組成無水クロム酸
３０夕／そ弗化カリウム １
．５夕／そ処理条件電流密度 ４
Ｍ／ｄ〆処理時間 １秒格
温度 ５５ｑ０実施例
４実施例１と同様の前処理を行い、公知の硫酸錫めつ
き浴中で２．８夕／あの錫めつきを施し、リフロー工程
で錫を溶融したのち、次に示すスルフアミン酸ニッケル
俗組成および処理条件で電気ニッケルめつきを行い、錫
層上に１５の９／あのニッケル層を得、水洗したのち、
次に示す電解クロム酸処理を行い、ニッケル層上に３０
の９／れの金属クロム層とクロム換算で１２の９／あの
クロム水和酸化物層を得た。

水洗、乾燥したのち、ＤＯＳを塗油した。【１１ 電気
ニッケルめつき裕組成および処理条件格組成スルフアミ
ン酸ニッケル １５０夕／そホウ酸
１０夕／そ処理条件 電流密度 ０．７５Ａ／ｄの処理
時間 １秒俗溢度
５０℃■ 電解クロム酸格組
成および処理条件裕組成 無水クロム酸 ３５夕／そフッ化ア
ンモニウム １．５夕／ど処理条件電流密度
３私／ｄの処理時間
１秒格温度
５０ｑ○比較例 １実施例１と同様の前処理を
行い、公知の硫酸錫めつき裕中で２．８夕／めの錫めつ
きを施し、リフロー工程で錫を溶融したのち、次に示す
通常の露気めつきぶりさに用いられる重クロム酸ナトリ
ウム浴中で陰極処理を行い、水洗、乾燥したのち、ＤＯ
Ｓを塗油した。

格組成 重クロム酸ナトリウム ３０多／そ処理条
件 電流密度 ３Ａ／ｄ力処理時間
１秒比較例 ２ 実施例１と同様の前処理を行い、公知の硫酸錫めつき裕
中で２．８夕／めの錫めつきを施し、リフロー工程で錫
を溶融したのち、次に示す米国特許第３２４５５７７号
記載の方法により、２０の９／あの金属クロム層とクロ
ム換算で４級／めのクロム水和酸化物を得た。

水洗、乾燥したのち、ＤＯＳを塗油した。格組成 無水クロム酸 ２７Ｍ／そ硫 酸
２．７夕／夕処理条件電流密度
２０Ａ／ｄ〆処理時間
１秒俗 溢
５０℃実施例１〜４、比較例１および２で
得られた錫めつき鋼板について、次に示す各種塗料密着
性試験を行い、その結果を第１表に示した。

【１’塗料密着力試験一つの試料表面にフェノール・ェ
ポキシ系塗料を６０の９／ｄで塗布し、２１０℃で１５
分間焼付けた。

もう一方の面に同じ塗料を２５の９／ｄ〆塗布し、同様
な条件で嫌付けた。この二つの試料を各々中５柳、長さ
１００側に切断した。塗膜厚の異なる２枚の試片を重ね
て、この間に１００山ｍのナイロンフィルムをはさみ、
ホットプレスを用いて、２００ｑ○で１２硯砂の予熱を
行ったのち、４ｋｇ／のの加圧下で２０ぴ○、３０秒間
圧着を行った。この接着試片を引張り試験機で１８０ｑ
０ビールを行い、その剥離強度をｋ９／５側で評価した
。剥離速度は１００脚／ｍｉｎで行った。【２１ 塗料
密着力の高温耐水性試験 前記‘１’における接着試片を９０ｑ○の０．４％クエ
ン酸溶液に３日間暖潰し、その後、引張り試験機で１８
０ｑｏビールを行い、その剥離強度をｋ９／５側で評価
した。

この試験で接着後の塗料密着力の高温耐水性を評価した
。【３１ 塗料密着力の耐レトルト試験 前記ｍと同様に塗膜厚の異なる試料を作成し、各々を中
７仇駁、長さ６物剛１こ切断し、塗膜厚の異なる２枚の
試片の長さ方向の両端を５伽だけ重ね、その間に１００
仏ｍのナイロンフィルムをはさみ、前記‘１｝と同じ条
件で庄着した。

この試験片を１咳粗つくり、円型状の缶胴のように半径
１００収穫度に半円型に丸めたのち、両端を固定し、１
３ぴ０のレトルト釜中で、２時間および３時間経時させ
たのちの剥離の有無を１晩粗中の剥離個数で表わした。
第１表※ 剥離個数／試料数 第１表に示すように、本発明の錫めつき鋼板は、優れた
塗膜密着性を有することが認められた。

【図面の簡単な説明】

図面はニッケル量と塗料密着力との関係を示す線図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋼板の両面の錫層上に片面当り１〜２０ｍｇ／ｍ＾
   ２のニツケル層、さらにそのニツケル層上に片面当り１
   ０〜１００ｍｇ／ｍ＾２の金属クロム層およびクロム換
   算で片面当り５〜３０ｍｇ／ｍ＾２のクロム水和酸化物
   層からなる塗料密着性の優れた錫めつき鋼板。