JPS61264196A - 溶接缶用表面処理鋼板の製造方法 - 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、各種の食品および飲料などを充填保存するす
ぐれた溶接缶用表面処理鋼板およびその、製造法に関す
るものである。

（従来技術） 食品、飲料を充填保存する容器である缶体な得るための
製缶方法は半田法、接着法が主体であった。しかしなが
ら、近年電気抵抗溶接による製缶方法が著しく発展普及
し、安価で溶接性、耐食性。

塗装性の優れた缶用材料が強く望まれるようになった〇 ぶりきの溶接性は非常（＝良好であるが、めっきされて
いるＳｎは高価であり、溶接性、耐食性、塗装性の許す
かぎり、そのＳｎめっき量を低減させる試みがなされて
きた。しかしながら、単にＳｎめっき量を低減させただ
けでは、それに伴ってこれらの緒特性は次第に劣り、Ｓ
ｎめっき量として約１９／ｍ２以下となると緒特性の劣
化を補う目的で何らかの改良技術が提起されてきたのが
実情である。

例えば、低Ｓｎめっき量での耐食性を改良する目的で、
鋼板表面に３０〜１０００■／ｍ２のＮｉめっき層を設
け、その上に５０〜２０００　ｍｇ／ｍ２Ｓｎめつきを
行い加熱溶融処理を施す方法（特開昭５７−２３０９１
号）が提起されている。この方法は。

Ｎｉ下地処理を施すことにより、　Ｆ３ｎめつき量を減
少させても重ねめっきによる相乗効果でピンホール生成
量が少くなり耐食性が向上することを期待したものであ
り、相乗効果Ｃ＝よりＮｉとａｎめっき量を合わせた総
めっき量を少なからず減少できたとしても必要Ｎｉ量範
囲が３０〜１０００　ｍｇ／ｍ２と広いことから推定し
て、高価なめりきＳｎの一部を。

金属価格としては決して安いとは言えないＮｉに置換し
た構造となっている。その他、焼鈍前に３０〜３００　
ｍｇ／ｍ２のＮｉめりきを施し、焼鈍時の熱により鋼板
表面へＮｉの一部又は全部を拡散浸透させてＦｅ−Ｎｉ
合金層を形成させ、さらに調質圧延により圧下率０．５
〜１５９６の歪を与えた後、電気めっきＳｎを１００〜
１５００ｍｇ／ｍ２施す方法（特開昭６０−３３３６２
号）が提起されている。いずれも、Ｎｉ層又はＦｅ−Ｎ
ｉ合金層による耐食性向上を主目的としたものである。

（発明が解決しようとする問題点） 以上説明した従来技術においては、高価なＳｎを薄めつ
き化した場合における緒特性の劣化をＮｉと組み合わす
ことによりできるだけ軽減させるという目的は果してい
るものの単に溶接性の向上、あるいは塗装後耐食性の向
上効果のみに偏ったきらいがあり２両特性を同時に満足
させるような溶接缶用材料の開発が望まれていた。

（問題点を解決するための手段） 鋼板表面を通常の方法で脱脂し、それに引き続き酸洗を
行った後、　ｐＨ１０以上の水溶液中で、鋼板表面に電
気量３〜３０クーロン／ｄｍ２の陽極処理を施し、その
後５〜２０■／ｍ２′のＮｉ電気めっきを行った後に４
００〜９００　ｍｇ／ｍ２の電気めっきＳｎ層をもうけ
、引き続き加熱溶融処理をすれば。

金属Ｓｎが不連続な島状となった表面が得られ、この島
状金属Ｓｎ以外の部分はＦｅ　−Ｓｎ合金層およびＮｉ
　−Ｓｎ合金層に富む表面となり、溶接缶用表面処理鋼
板として優れた溶接性、塗装後耐食性な兼ねそなえてい
ることが判明した。

ａｎめっき前に２〜３０■／ｍ２のＮｉめっきを施すこ
とにより、塗装焼付加熱後においても、良好な電気抵抗
溶接性に必要な金属８２確保するという方法は特開昭６
０−５６０７４号において、既Ｃ開示されている。

ところが、この公報においては、Ｎｉめっき量とＳｎめ
っき量を限定するのみで２本発明の最も特徴とするＳｎ
めっき前にｐＨ１０以上の水溶液中で電気量３〜３０ク
ーロン／ｄｍ２の陽極処理を施した後にＮｉめっきを行
い、さらに錫めっき後（二加熱溶融処理を施すことによ
り２表面から観察するとＦｅ−８ｉ合金層およびＮｉ−
８ｉ合金層に富む表面と不連続に分布した島状に金属Ｓ
ｎを同時に存在させるという本発明の特徴とは異なって
いる。

Ｓｎめっき前に、　ｐＨ１０以上の水溶液中で陽極処理
した後のＮｉめっき量とＳｎめっき（＝引き続き加熱溶
融処理した後の金属Ｓｎの分布の関係を調査した結果、
第１図に示すように、Ｎｉ１ｉ：が５〜２ｏ＠／ｍ２の
範囲において２表面の金属Ｓｎは不連続島状（第２図参
照）に分布しているの（二対し、２０ｍｇ／ｍ２を超え
ると表面のＳｏは均一（二分布しており。

本発明の特徴とする表面は得られない。

本発明において５〜２０■／ｍ２のＮｉめっき前に施さ
れる陽極処理はｐＨ１０以上のアルカリ溶液中で行われ
るが、このアルカリ溶液としては、アルカリ金属あるい
はアンモニウムの水酸化物、炭酸塩２重炭酸塩、ホク酸
塩から選ばれた１種又は２種以上を含む処理液であって
、いずれもｐＨ１０以上のアルカリ性水溶液で電気量３
〜３０クーロン／　ｄｍ２の陽極処理を施すことを特徴
としている。

溶液はｐＨ１０以上のアルカリ性に維持する必要がある
が、前述のアルカリ金属あるいはアンモニウムの水酸化
物などの濃度は特に限定されるものではない。あえて限
定すれば１０〜１００　ｇ／ｌが好ましい。１０　ｇ／
ｌ以下では浴電圧が高くなり、電力の浪費となる。また
１　００　ｇ／１以上でも特に本発明の目的とする効果
に悪影響を与えないが、省資源の面より限定される。陽
極処理！：おＣする電気量は３クーロン／ｄｍ２以上よ
り効果が現われ、３０クーロフッ６ｍ２以上Ｃ二しても
特Ｃ二特性の確保（；オいて支障はないが工業的に容易
に実施できるという制約から３０クーロン／　４ｍ２と
限定される。このアルカリ溶液中での陽極処理前に同浴
中で陰極処理をかけても効果は変らす同浴中における最
終極性を陽極としさえすれば良い。温度は常温でよく、
特に加熱の必要はない。

アルカリ水溶液中の陽極処理に引き続き行われるＮｉめ
っきは通常のＮｉめっき法で行われる。例えば、ワット
浴ではＮｉＳＯ４・６Ｈ２０２００〜３００ｖ’ｌ　、
　Ｎ１ＣＪ２・６Ｈ２０２０〜５０　ｖ’ｌ　、　Ｈａ
ＢＯａ　２０〜４０　ｇ／ｌ！、スルファミン酸浴では
スルファミン酸Ｎｉ３００〜５００　Ｊｌ　、　ＨａＢ
Ｏａ　２０〜４ｏｇ／ｌの浴組成で電流密度２〜３０Ａ
／ｄｍ２．浴温３０〜７０℃の条件で行われる。本発明
に必要なＮｉ量を得る（二は、おおむね電気量として１
〜３クーロン／ｄｍ２程度の陰極電解で可能である。

Ｓｎ量を片面当り４００■／ｍ２以上としたのは。

４００■／ｍ２未満では本発明の最も特徴とする金属Ｓ
ｎの島状分布が得られないからであり、上限のＳｎ量を
９００　ｍｇ／ｍ２以下としたのは、９００＠／ｍ２を
越えると溶融されたＳｎが多くなり全面に均一に濡れ２
本発明の特徴とする表面は得られなくなる。

Ｓｎめっきは２通常ぶりきにおいて使われているＳｎめ
っき法が使われ、特にその方式は限定されない。例えば
フェノールスルフォン酸浴としてフェノールスルフォン
酸１０〜３０　ｖ’ｌ　（硫酸に換算して）　＋　　Ｓ
ｎ８０４　４０〜８０　ＺＺ　＋　−１１−トキシ化α
ナフトールスルフォン酸０．５〜１０　ｎ／ｌの浴組成
において、温度３０〜５０６Ｃ１電流密度５〜５０Ａ／
　４ｍ２のめっき条件で行われる。

Ｓｎめっきに引き続き１〜３秒で鋼板の温度を２４０〜
３５０℃迄加熱した後に急冷する加熱溶融処理が施され
る。この加熱溶融処理により、Ｓｎ融点以上に加熱され
たＳｎめっき層は溶融するとともＣ二その表面張力によ
り不連続な島状に分布する。

このような金属Ｓｎの不連続な島状の分布は、Ｓｎめっ
き前の下地がアルカリ溶液中での陽極処理、引き続き行
われる５〜２０＠／ｍ２のＮｉめつきによりはじめて効
果的に達成される。

本発明において、最上層に塗料密着性、塗装後耐食性、
未塗装耐食性の向上を目的として、従来から良く知られ
ているクロメート系後処理が施される。このクロメート
系後処理層の全クロム量として片面当り３〜２０■／ｍ
２．好ましくは５〜１５ＩＩＩｇ／ｍ２とする必要があ
る。全クロム量が３ｍ／ｍ２未満では、溶接性には何ら
支障はないが、塗装後耐食性、未塗装耐食性が劣り実用
的でない。一方。

２０　ｍｇ／ｍ２を越えると、溶接による製缶方式の場
合、電気抵抗が高くなり溶接時に局部過熱が生じ易く、
溶融鉄の針状「散り」が生じ易（なり、著しく溶接部の
外観が悪くなる。全クロム中に金属クロムが含まれる場
合は、この金属クロム量は１７Ｉ！Ｉｇ／ｍ２以下とす
ることが溶接性の観点から望ましい。全クロム量から金
属クロム量を引いた残りの水和酸化物クロム量は、塗装
後耐食性の確保の観点から３■／ｍ２以上とするべきで
ある。

本発明におけるクロメート系後処理は、従来から良く知
られているぶりきの重クロム酸電解後処理または、３０
〜１００Ｖ／Ｉ！のクロム酸２重クロム酸、クロム酸塩
を主体とした溶液Ｃ，助剤として０．０１〜５９６程度
の硫酸、硫酸塩、弗酸、弗化物をＩＭ又は２種添加した
浴中で温度３０〜６０℃、電流密度５〜２０　Ａ／ｄｍ
２で陰極電解することにより実施される。

（発明の作用） 本発明のように金属Ｓｎを島状に分布させることＣ：よ
り、同じ金属Ｓｎ量をもち金１ｊ！ＩＳｎが均一分布し
たものに比較して、第３図に示すように接触電気抵抗°
は低く、溶接性が著しく向上する。又第４図に示すよう
ＣＮｉ量５〜２０　ｍｇ／ｍ２の範囲において２本発明
のアルカリ前処理を施さないものに比較して耐糸錆性が
格段に向上している。

アルカリ水溶液中での陽極処理及びＮｉめつき層が加熱
溶融処理後の金属Ｓｎを島状に分布させる理由について
は明確ではないが、陽極処理により生成する薄い陽極酸
化皮膜がその上層の微量Ｎｉめっき層と相俟って、Ｓｎ
めっき後の加熱溶融処理時に溶融したＳｎが部分的に「
はじき」現象を起こし。

金属Ｓｎが島状分布ζ二なるものと推定される。このよ
うに金ｆｆ１ｓｎが島状となり局部的（二金１ｉＸＳｎ
ｆｆｌが多い部分が存在することにより、この金１ｔＡ
ｓｎｉの流動効果Ｉ：より溶接時の接触電気抵抗が低く
なり。

溶接性が向上するものと思われる。又、島状の金属Ｓｎ
以外の部分は、金属Ｓｎが「はじき」により薄くなった
部分であるが、緻密なＦｅ　−Ｓｎ合金層およびＮｉ−
Ｓｎ合金層に富む表面となり、塗装後耐食性の向上Ｃ二
寄与する結果、溶接性、塗装耐食性の両特性が同時に得
られたと推定される。

（実施例） 次に本発明の実施の方法につき説明する。

ぶりき製造において行われている通常の方法によって冷
間圧延され、連続焼鈍および調質圧延された０、２０＝
厚の軟鋼板を使用した。

実施例、比較例に使われたＮｉめつき浴はワット浴（Ｎ
ｉＳＯ４・６Ｈ２０２’　５０　ｇ／ｌ　、　Ｎ＊Ｃ１
ｚ・６Ｈ２０３０ｅ／ｌ　、　ＨａＢＯ３４０ｇ／ｌ　
）およびスルフ１ミン酸浴（スルファミン酸Ｎｉ　　３
５０　ｇ／ｌ　、　Ｈ３ＢＯ３４０ｆＶ／ｌりを使用し
た。Ｓｎめっき浴はフェノールスルフォン酸浴（硫酸ａ
ｎ　６０９／’！！　ｌ　フェノールスルフォン酸３０
　ｇ／ｌ　、エトキン化αナフトールスルフォン酸５　
ｇ／ｌ　）　、およびアルカリ浴（錫酸ソーダ８０　ｇ
／ｌ　、苛性ソーダ１５　Ｑ／ｌ　）を使用した。加熱
溶融処理は１．６秒間で板温な２８０℃まで昇温後、直
ちに水冷を施すことにより実施した。第１表Ｃ実施例、
比較例の処理工程および特性評価結果を示す。

比較例１は、アルカリ溶液中での陽極処理を行わない場
合であるが、金属Ｓｎは均一分布となり。

溶接性、耐糸錆性ともに劣っている。比較例２は金属Ｓ
ｎを島状ζ；分布させるに必要な加熱溶融処理を施さな
い例であるが特に耐糸錆性が不充分である。

Ｎｉ量が本発明の範囲を外れている比較例３は塗装後耐
食性は優れているものの溶接性は劣っている。又比較例
４はＳｎ量が本発明の範囲を外れている例であるが１表
面金属Ｓｎは島状分布とならず。

溶接性、塗装後耐食性ともに劣っている。

実施例および比較例における特性評価方法を以下説明す
る。

（１）ワイヤーシーム溶接性試験 ワイヤーシーム溶接性は溶接部の機械的強度が母材強度
を越えるに必要な電流下限と溶接部からちりを発生させ
る上限電流との差により表わされ。

差が大きいほどワイヤーシーム溶接性に優れる。

この差分と溶接缶用表面処理鋼板を二枚重ねして。

二つの円盤電極間に挿入し１周速５　ｍ／　ｍｉｎで回
転させ、５Ａの直流電流を流して電極間の電圧を測定し
、求めた接触電気抵抗値とは良好な逆相関がある。この
ため溶接性の指標として、２１０で２・０分加熱後の接
触抵抗で表わした。

（２）塗装後耐食性試験 （耐糸錆性試験） ビニールオルガノゾルを７５ｍｇ／ｄｍ２塗装し。

２００６Ｃ１０分焼付を行い、地鉄に達するスクラッチ
を入れた後、エリクセン加工を５＝行い、３％食塩水に
１時間浸漬後、塩水をふきとり、４５℃で相対湿度８５
ｅ４６の恒温槽に１０日間放置し。

スクラッチから発生した糸錆な４段階法で評価した。

（アンダーカッティング・コロ−ジョン試験：ＵＣＣ） フェノールエポキシ塗料を６５　ｍｇ、／ｄｍ２塗装し
。

２１０℃１０分焼付を行い、荷重２００ｇｒで十字のス
クラッチを入れた。１．５９６ク工ン酸＋１６５％食塩
水溶液に浸漬して、窒素ガスを用いて脱気した後、３７
℃で１５日間保存をした。試験後、試料のスクラッチか
らの腐食「１１及び腐食程度を４段階法で評価した。

（発明の効果） 以上詳しく説明したように、　３ｎを薄めつきした場合
において２本発明のごとく表面の金属Ｓｎを島状に分布
させることにより良好な溶接性と塗装後耐食性を兼ね備
えた溶接缶用材料が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアルカリ溶液中での陽極処理を施した
ものと、施さないものの、金属Ｓｎの島状分布発生程度
を比較したものである。第２図は。 本発明の特徴である金属Ｓｎが島状に分布した形態を示
した拡大写真である。第３図及び第４図はそれぞれ本発
明のアルカリ溶液中での陽極処理が溶接性及び耐糸錆性
に及ぼす効果を示している。 第１２ 寮２図 第３図 ｍ−Ｎｉは序） 第４図 −ｎ；にｇ／慝２）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板表面に片面当り５〜２０ｍｇ／ｍ＾２のＮｉ
   めっき層、その上に４００〜９００ｍｇ／ｍ＾２のＳｎ
   めっき層、その上にクロメート系後処理層を有するめっ
   き鋼板において、Ｓｎめっき層は加熱溶融処理を施され
   ることによって、不連続な島状分布形態となっているこ
   とを特徴とする溶接缶用表面処理鋼板。
2. （２）鋼板表面に、先ずｐＨ１０以上のアルカリ水溶液
   中で３〜３０クーロン／ｄｍ＾２の陽極処理した後、さ
   らに５〜２０ｍｇ／ｍ＾２のＮｉめっきを施し、次に４
   ００〜９００ｍｇ／ｍ＾２のＳｎめっきを施し引き続き
   温度２４０〜３５０℃で加熱溶融処理を施して、該めっ
   きＳｎを不連続な島状分布形態とさせた後、クロメート
   系後処理を施すことを特徴とする溶接缶用表面処理鋼板
   の製造方法。