JPS63216997A - 溶接性に優れた缶用鋼板 - 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、溶接性に優れた缶用鋼板に関するものである
。

（従来の技術） クロムメッキ鋼板の溶接性を向上させるものとして、例
えば、特開昭６０−１５２６９６号、特開昭６０−’１
７４８９２号、特開昭６０−２６２９９３号のごとく、
鋼板表面に缶径に応じた錫のストライプメッキを施し、
その上層及び鋼板全面にクロムメッキと更；二、その上
層にクロム水和酸化物を生成したものが開示されている
。

（発明の解決しようとする問題点） このようなりロムメッキ鋼板を溶接する場合、例えば鋼
板と電極間では素地鋼、錫、クロム、クロム水和酸化物
、溶接電極の順に位置している。

このうち素地鋼、クロムは高融点でかっ、高硬度であり
、クロム水和酸化物は電気的不良導体であるため、もし
錫が存在しなければ鋼板を重ね合わせ溶接する場合には
、電極直下にクロム水和酸化物を介して硬いクロム金属
があるため、溶接加圧によっても鋼板表面の微細な凹凸
が平滑化されに〈＜、電極と鋼板間の真の接触面積が小
さく、電気抵抗が大となり、発熱、昇温か接触面の極く
近傍に限られ、溶接に必要な素地鋼の昇温か不十分にな
る傾向がある。鋼板と鋼板の接触面においてもクロム水
和酸化物を介して金属クロム同士が相対し、電気抵抗が
犬となり発熱、昇温か接触面の極く近傍に限られ十分な
溶接強度を得にくくなる項内がある。このような電気抵
抗増大傾向を抑制するのが溶接時における錫層の役割で
ある。即ち、錫が低融点、低硬度であるため溶接初期に
いちはやく溶融し、もしくは溶接加圧により容易に変形
して、真の接触面積を増大させ局部発熱を抑制するもの
である。しかしこの錫層は、空焼き時に素地鋼と合金化
するため上述の効果全発揮するためには予め多大の錫層
厚を付与する必要がある。

（問題点を解決する手段） 本発明の特徴とするところは、 （１）鋼板（帯）の少なくとも片面に缶径に応じた間隔
でストライプ状に錫メッキし、該ストライプ状錫メッキ
上にクロム換算で２０Ｉｎ９／ｍ”以下のクロム水和酸
化物層を、該ストライプ状錫メッキ部以外の鋼板全面に
３０〜２００ｔｎ９／ｍ”　の金属クロム層と更にその
上層にクロム換算で５〜５ｏｍ９／ｒｒ？　のクロム水
和酸化物層を生成せしめた、溶接性に優れた缶用鋼板。

（２）　　鋼板（帯）の少なくとも片面に缶径に応じた
間隔でストライプ状に錫メッキし、該ストライプ状錫メ
ッキ上に２０　ｍ９／ｒｒ？　以下の金属クロム層と更
にその上層にクロム換算で２ｏｍ９／イ以下のクロム水
和酸化物層を、該ストライプ状錫メッキ部以外の鋼板全
面に３０〜２００ｒｎ９／ｒｒ？　　の金属クロム層と
更にその上層にクロム換算で５〜５０　ｍ９／ｒｒ？　
のクロム水和酸化物層を生成せしめた、溶接性に優れた
缶用鋼板。

に関するものである。

（作用） 即ち、本発明においては、溶接部つまり、ストライプ状
錫メッキ部のクロム層として、上述のとと＜　２０　ｉ
ｎ９／？７１Ｊ以下のクロム水和酸化物層もしくは２ｏ
ｒｔｙ／−以下の金層クロム層と更にその上層にクロム
換算で２０〜／ｆｆ＋”以下のクロム水和酸化物層を有
しており、例えば前述の特開昭６１−２１３３９５号に
記載されている２０〜ｌ　５０　ｔｒｕｐ／ｎ？（好捷
しくは６０〜８０　ｆｎ９／ｒｒ？　”）　　の金属ク
ロム層及びクロム換算で５〜５０　ｍ９７ｍ″のクロム
酸化物層を有するものに比して金属クロム層量が少なく
、溶接時の鋼板と電極間および鋼板と鋼板間の接触面で
の電気抵抗増大が少なく、該接触面での局部発熱を起こ
すことなく、溶接に必要な素地鋼の昇温を十分確保でき
、良好な溶接強度と美麗彦溶接外観を同時に得ることが
できるものである。

ストライプ状錫メッキのメッキ巾は溶接時の溶接ラップ
代、ブランキング時の剪断精度等を加味して決定するも
のであるが、２〜２０．が適当である。またそのメッキ
量としては０．０５〜５７βが適当である。ｏ、　０５
　ｙ／′ｒｒ？以下であると溶接性の劣化が著しく、ま
た５ｙ／ｌｒ？以上にしても溶接性の向上は少なくむし
ろ経済的な不利益が増大する。

このようにストライプ状錫メッキしたその上層に、クロ
ム換算で２ｏｔｎｔｚ／＝″以下のクロム水和酸化物層
を析出させることにより、錫の経時酸化を抑制しまた製
缶時流される塗料との密着性を確保することができる。

２０Ｉｎ９／−以上では溶接性の劣化が起こり好ましく
ない。またクロム水和酸化物層量の下限は、錫メッキ部
のみに着目した場合に、従来ブリキのクロメート処理の
一法として用いられている重クロム酸系浴あるいは無水
クロム酸系浴での浸漬処理（無通電）により約１　＃ｌ
！２／ｎ？前後の極微量のクロム水和酸化物層しが析出
させない場合においても、上述した効果を発揮すること
が本発明者の実験により判明し、またクロム水和酸化物
層の下層に金属クロム層を２０　ｍ９／ｌｒｔ”以下生
成せしむることにより、一層耐食注を向上させることが
できる。

前記ストライプメッキ方法としては、例えば、特開昭６
０−１７４８９２号に開示されているごとく、ロール胴
部の表面にロール巾方向又は胴周方向に缶径に応じた間
隔で溝を設け、該部に電極を配置し、メッキ液を溝（＝
供給し、鋼板（帯）を陰極として通電し、銅帯の圧延方
向又は巾方向に缶径に応じたストライプメッキを施すも
のである。

ストライプ状錫メッキ部以外の鋼板表面には、３０〜２
００　ｍ９／ｒｒ？の金属クロム層およびその上層にク
ロム換算で５〜５ｏｍｇ／−のクロム水和酸化物層を生
成ぜしむる必要がある。これは従来接着缶用として賞月
されてきたティンフリースチール相当のメッキ構成であ
り、この部分のみをみた場合には何等新規性はない。金
層クロム層量が３０ｍ９／ｒｒｌ　以下あるいはクロム
水和酸化物層量が５　ｍ９／扉以下では、製缶時節され
る塗料との密着力特に二次密着力が劣化し、その結果塗
装耐食性も劣化することになり好ましくない。金属クロ
ム層量が２ｏｏｍ９／−以上ではもはや塗装耐食性の向
上はなく経済的不利益が増大して好ましくない。またク
ロム水和酸化物層量が５０　ｍ９／ｎ？　以上になると
、塗装耐食性の向上は少なく、むしろ外観色調が劣化し
て商品価値を損なうことになり好ましくない。

以上述べたように本発明では、ストライプ状錫メッキ部
と該錫メッキ部以外において、クロムメッキ層の構造あ
るいは、食が全く異なることを最大の特徴としている。

かかる鋼板のクロムメッキ方法としては、錫メッキ層上
と素地鋼上でのクロム析出挙動の異なる浴条件、さらに
言えば、素地鋼上で金属クロムが析出し易く、錫メッキ
層上で析出しにくいような浴組成、電解条件を選ぶこと
により確実になし得る。本発明者等は、このような条件
を満たす浴として、例えば無水クロム酸を主剤とし、添
加助剤として、フッ素化合物あるいはフッ素化合物と硫
黄化合物を用いた浴が適当であることを見い出した。む
ろんこの他の方法でも上記条件をみたすものであればよ
い。

しかして本発明のごとく、ストライプ状錫メッキ層上に
前記のごときクロム換算で２０　Ｉｎ９／ｒｒ？以下の
水和酸化物層あるいは、２０ｍ９７ｍ”以下の金属クロ
ム層とその上層にクロム換算で２０　ｒｎ９／ｒｄ以下
のクロム水和酸化物層を生成せしめ、該ストライプ状錫
メッキ部以外の鋼板表面に３０〜１５０　ＩｎＶｔ？？
の金属クロム層とその上層に５〜５０ｍ９／−のクロム
水和酸化物層を生成せしめた鋼板を溶接する場合、例え
ば、鋼板と電極間では、素地鋼、錫、クロム水和酸化物
、溶接電極あるいは素地鋼、錫、金属クロム、クロム水
和酸化物、溶接電極の順に隣接しており、高融点かつ高
硬度の金属クロム層が存在しないか、もしくは微量しか
存在しないため溶接初期における錫層の溶融あるいは溶
接加圧下での錫層の塑性変形による鋼板表面の平滑化が
容易に進行し、その結果、接触面での電気抵抗が減少し
て、発熱、昇温か接触面近傍のみならず素地鋼まで均一
に拡がり十分な溶接強度を得るのに有利となる。

鋼板と鋼板間においても同様の理由で接触面の電気抵抗
が低く、発熱、昇温か素地鋼まで均一に拡がり十分な溶
接強度を得やすくなる。

また、ストライプ状にメッキした錫メッキ層はミクロ的
にはポーラスになっている場合があるので、ストライプ
状錫メッキ後リフロー処理することにより核部の耐食性
をさらに向上させることも可能である。ただしこの場合
にはストライプ状錫メッキ部以外の部分でリフロ一時に
鉄の酸化膜が生成することがあるので、リフロー処理後
クロムメッキ前に陰極還元処理を施して、鉄酸化膜を除
去することが有効である。

さらに、本発明のごとくストライプ状錫メッキ層上の金
属クロム層が存在しないかあるいは微量しか存在しない
場合には、空焼き（製缶時の塗装焼付に相当する熱処理
）時における錫層と素地鋼との合金化の進行が遅く、空
焼き後溶接直前での合金化していない錫層の確保に有利
である。本発明者の実験では、錫層をｚｙ／ｒｒ？　メ
ッキした後その上層に５０　ｍ９／ｒｒ？　の金属クロ
ム層およびさらにソノ上層にクロム換算で１０ｍ９／−
のクロム水和酸化物層を生成せしめた鋼板を２００℃で
２０分間空焼きすると、１．２ｙ／ｄの錫が素地鋼と合
金化しその結果０．８ｆ／ｍ’の未合金の錫しか残存し
ないが、錫層を２ｙ／イ　メッキした後その上層にクロ
ム換算で１０　ｍ９７ｎｉ”　のクロム水和酸化物層を
生成せしめた鋼板を同条件で空焼きすると、素地鋼と合
金化する錫は０．５９／ｌｒ？　でその結果１．５ｙ／
−の未合金の錫を残存させることができる。合金化した
錫はおもにＦｅＳｎ２のかたちをとる鉄との金属間化合
物で錫に比して高融点、高硬度であり、溶接時における
接触界面の電気抵抗低減の効果はもはや望めず、したが
って未合金の錫を多量に残存させることは溶接性にとっ
て極めて有利となり、この面からも本発明における缶用
鋼板が溶接性に優れていると言える。

（実施例） 次に本発明の実施例を比較例とともに挙げる。

板厚０．２１ｍのブリキ用メッキ原板（軟鋼板）を常法
により脱脂、酸洗いした後、以下の方法で錫メッキした
。すなわち、通常のフェロスタン錫メッキ浴により巾１
０鵡で間隔１６５ｆｉのストライプ状に錫メッキを行な
った。電流密度は３０Ａ　／　ｄ　ｙｙｌ’　　で行な
った。次に水洗後熱水クロム酸を主剤とし、ケイフッ化
ソーダ、フッ化アンモニウム、硫酸を助剤とするクロム
メッキ浴中で陰極電解し、その後水洗乾燥した。むろん
、本発明において錫メッキ浴、クロムメッキ浴は上述の
ものに規定されるものではなく他の浴組成によってもよ
い。またクロムメッキは上述のととき１ステツプ法（金
属クロムとクロム水和酸化物を同時に析出させる。）に
よってもよいし、２ステツプ法（金属クロムとクロム水
和酸化物を析出させた後、あらためてクロム水和酸化物
層の質、量を調整する。）によってもよい。第１表に実
施例１〜３、比較例１〜５の製造条件、メッキ皮膜量を
、第２表にそれらの評価結果を示す。メッキされた鋼板
は、ＤＯＳ（ジオクチルセバケート）を５ｍｇ／ｍ２　
塗油した後、以下の評価試験に供した。

（１）耐錆性 供試材をサンプル立てに立てかけて、工場倉庫内で６力
月間放置した後、供試材表面に発生していた錆の程度を
評価した。錆面績が１％未満のものを○で、１％以上の
ものを×で表した。

（２）耐食性 エポキシフェノール系の缶用塗料を５０Ｉｎ９／ｄｒｒ
？塗装焼付し、端面をシールし、カッターナイフで素地
に達するスクラッチ（５ｃｍ　Ｘ　５　ｃｍ　）を入れ
た後、１．５％クエン酸、１．５チ食塩水溶液１００　
ｃｃに５０℃で３日間浸漬した。その後供試材を水洗、
乾燥させ、セロテープにより塗膜剥離を行ない、剥離巾
を測定した。剥離巾が０．１　ｍｍ未満のものを○で、
０．１膿以上０．２ｍｍ未満のものをΔで、０．２■以
上のものを×で表した。

（３）外観色調 供試材表面の色調、外観を目視官能検査した。

褐色気味の外観のものを×（不良）、灰色〜暗灰色の金
属光沢のものを○（良好）とした。

（４）溶接性 銅ワイヤーを中間電極とするシーム溶接機を用いてスト
ライプ状錫メッキ部のシーム溶接性を評価した。供試材
は事前に２１０℃で２０分間の空焼きを行なった。溶接
条件は、ラップ代０．６ｍ、加圧力４０Ｋｆｆ、溶接ス
ピード５０　ｍｐｍ、電流周波数４００　Ｈｚで行なっ
た。評価基準は適正電流範囲の広さによった。適正電流
範囲の下限は溶接部強度により、また上限は溶接部外観
主にチリ（溶融した鉄がスプラッシュ状に突出したもの
）の発生によりそれぞれ規定した。本発明者の経験から
は、適正電流範囲の広さは２００Ａ以上であれば実用上
問題なしと認められる。

第２表 （発明の効果） 以上説明したように、本発明による缶用鋼板は耐錆性、
耐食性、外観色調、溶接性に優れており、かつ安価に製
造できるものであり、缶用鋼板として期待できるもので
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板（帯）の少なくとも片面に、缶径に応じた間
   隔で、ストライプ状に錫メッキし、該ストライプ状錫メ
   ッキ上にクロム換算で２０ｍｇ／ｍ＾２以下のクロム水
   和酸化物層を、該ストライプ状錫メッキ部以外の鋼板全
   面に３０〜２００ｍｇ／ｍ＾２の金属クロム層と更に、
   その上層にクロム換算で５〜５０ｍｇ／ｍ＾２のクロム
   水和酸化物層を生成せしめた、溶接性に優れた缶用鋼板
   。
2. （２）鋼板（帯）の少なくとも片面に、缶径に応じた間
   隔で、ストライプ状に錫メッキし、該ストライプ状錫メ
   ッキ上に２０ｍｇ／ｍ＾２以下の金属クロム層と更に、
   その上層にクロム換算で２０ｍｇ／ｍ＾２以下のクロム
   水和酸化物層を、該ストライプ状錫メッキ部以外の鋼板
   全面に３０〜２００ｍｇ／ｍ＾２の金属クロム層と、更
   にその上層にクロム換算で５〜５０ｍｇ／ｍ＾２のクロ
   ム水和酸化物層を生成せしめた、溶接性に優れた缶用鋼
   板。