JPS59107096A - 耐食性・溶接性・塗装性に優れたシ−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、Ｎｌめつき層、Ｎｉ　−Ｓｎ合金めつき層お
よびクロメート被膜層を有する耐食性・溶接性・塗装性
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
ム溶接製缶法において適した材料とはいい難い。

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固片にするばかりでな
く、溶接強度が十分でなく溶接工区を起し易い。

「散り」は溶融した金属が飛散する現象で、Ｃｒ水利酸
化物のような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伜少にし、殆んど全て
が金属Ｃｒ層からなる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「散り」は
発生するので、　ＴＦＳを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、研削屑が製缶後缶内面に相当する
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耐食
性、溶接性、塗装性に優れ、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０．０１〜０．１５μのＮ
ｉめつき層と、その上層に重量比Ｓｎ／（Ｓｎ十Ｎｉ）
が０．５〜０．８なる合金組成を有し、かつ厚さが０．
０１〜０．２０　ｐのＮｉ　−Ｓｎ合金めつき層と。

さらにその上層に１〜３０ｍｙ／ｉのクロメート被膜層
を形成下ることにより、上記目的を達成することができ
る。

Ｎｉ　−Ｓｎ合金めつき被膜自体は耐食性、溶接性に優
れているが、めっき厚が０．０１〜０．２０μでは被膜
中にピンホールが存在する。鋼板表面にＮｉ−Ｓｎ合金
めつきを施しただけでは、腐食環境においてＮｉ　−Ｓ
ｎ合金めつき被膜が鉄よりも責な金属として作用し、か
つその電位差が大きいため。

ピンホールからの鉄溶出が促進されて鉄溶解が著しく、
耐食性が十分でない。鋼板表面とＮｉ　−Ｓｎ合金めつ
き被膜層との間にＮ１めつき層が存在すると、腐食環境
中においてＮｉが鉄とＮｉ　−Ｓｎ合金めつき被膜の中
間の前席を示すため、鉄とＮｌめつき層とＮｉ　−Ｓｎ
合金めつき被膜層の各層間の電位差が小ざくなり、また
二重めつきすることで、地鉄の露出に至るピンホールが
減少下ることによって鉄溶解が著しく減少し、耐食性が
向上下ることがわかった。

本発明の表面処理鋼板も、素地鉄の溶解およびめっき層
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
用いられるが、Ｎｉ　−Ｓｎ合金めつき被膜自体は塗料
密着性、特に高温の水溶液等に是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、鋼板表面にＮｉめつきｓ　Ｎｔ　−Ｓｎ合
金めっきを施した後に、さらなる耐食性の向上および特
に塗料密着性、塗装後耐食性の向上を目的としてクロメ
ート処理を行なう力ξクロメート被膜は高１気抵抗物質
であるため、クロメート被膜量が過剰であるとシーム溶
接時に１散り」を発生し、溶接性が悪くなる。

そこで、優れた耐食性、溶′接性、塗装性（塗料密着性
、塗装後耐食性）が得られるＮｉめつき量、Ｎｉ　−Ｓ
ｎ合金めつき量、クロメート被膜量を種々検討した結果
、鋸板表面に０．０１〜０．１５μのＮｉめつき層と、
その上層に重量比Ｓｎ／　（Ｓｎ　＋　Ｎｉ　）が０．
５〜０．８なる合金組成を有し、かつ厚さが０．０１〜
０．２０ｐのＮｉ　−Ｓｎ合金めつき層と、さらにその
上層に１〜３０■／ｌｒ？のクロメート被膜層とを形成
すれは良いことがわかった。

本発明において、Ｎｉ　−Ｓｎ合金めつきの目的は溶接
性の向上と耐食性の付与であり１合金組成が重量比Ｓｎ
／（８ｎ＋Ｎｉ）　＝０．５〜０．８の範囲において、
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３６−１５２５２号「極薄ニッケ
ルめっき鋼板」に開示されるところでは。

この鋼板が半田缶を対象とし、耐食性、半田性、ラッカ
ー性、加工性を問題にしており、Ｎｉ−Ｓｎ合金めつき
の合金組成については規定しておらず、Ｎｉｄ主体とし
た層と述べられているのに対し。

本発明鋼板においては、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り
、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することが可能であり、浴温
度３０〜７０℃、電流密度０．１〜５０　Ａ／ｄｒｒ？
で行なうことができる。

Ｎｉ　−Ｓｎ合金めつき層は、平衡状態図に示されてい
るようなＮ１５Ｓｎｌ、Ｎｉ、Ｓｎ４などの金属間化合
物の混合組織とは異なり１重量比Ｓｎ／（Ｓｎ十Ｎｉ）
が０．５〜０．８の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、耐食性に優れた性能を発揮
するのである。

Ｓｎ　／　（Ｓｎ　十Ｎ’ｌ　）の値を０．５〜０．８
に限定する理由は以下の通りである。８ｎ／（Ｓｎ　＋
　Ｎｉ　）が０．５より小さいと、めっき層中にクラッ
クを生じて耐食性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十Ｎｉ）が
０．８より大きい範囲ではめつき層が粗く。

ピンホールなどの欠陥を多く含んだｉ！着組織となり耐
食性が著しく低下するとともにｋＮｉ−Ｓｎ合金の融点
が１０００℃より低くなり、１ｏｏｏ℃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
くの電流を必要とするため実用的でない。本発明におい
て％Ｓ１／（Ｓｎ−４−Ｎｉ）の値を０．５〜０．８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、耐食性に顕著な効果があられ
れないからである。

Ｎｉ　−Ｓｎ合金めつきの厚さを０．０１〜０．２０７
１に限定する理由は、０．０１μ未満では溶接性、耐食
性ｆこ顕著な効果を生じなくなり、また０、２μを超え
ると溶接性、耐食性に対Ｔる効果が飽和し、経済的なデ
メリットを生ずるからである。

このＮｉ　−Ｓｎ合金めつきを鋼板表面に施せば。

溶接性、耐食性が向上下る。しかし、めっき層中のピン
ホールを皆無にすることは非常に困難であり、このピン
ホールからの鉄溶出が避けられず、腐食環境においては
Ｎｉ　−Ｓｎ合金めつきは鉄よりも責な金属として作用
し、かつその電位差が大きいためにピンホールからの鉄
溶解が促進され、耐食性が十分でない。

本発明において鋼板とＮｉ−Ｓｎ合金めつきとの中間に
Ｎｉめつきを施す目的は、耐食性の向上である。腐食環
境中においては鉄とＮｉ　−Ｓｎ合金めつきの中間の貝
度を示し、鉄とＮｉめつき層とＮｉ−Ｓｎ合金めつき層
の各層間の電位差が小さくなり、また、ＮｌめつきとＮ
ｉ　−Ｓｎ合金めっきの二層めっきに下ることにより地
鉄の露出に至るピンポールが減少することにより、鉄溶
解が著しく減少し耐食性が向上下るのである。

Ｎｉめつきはワット浴、スルファミン酸浴等を１ｈいた
通常の電気めっき法によるか、あるいは化学めっき法で
行なえば良い。本発明でＮｌめつき層の厚みを０．０１
〜０．１５μに限定する理由は、０．０１μ未満では耐
食性向上に顕著な効果を示さなくなり、また０、１５μ
を超えると耐食性向上の効果が飽和し、経済的なデメリ
ットが生ずるからである。

本発明では、鋼板表面にＮｉめつきｓ　Ｎｌ　−Ｓｎ合
金めっきを栴した後、さらに一層の耐食性、塗料密着性
および塗装後耐食性の向上を目的としてクロメート処理
を行なう。Ｎｌ　−Ｓｎ合金めつき上に塗装した場合、
Ｎｉ−Ｓｎ合金めつきは塗料密着性、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が劣り、塗装後
の耐食性が十分でない、クロメート被膜を流子ことによ
り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のである
。

クロメート処理浴は無水クロム酸、クロム酸塩、重クロ
ム酸塩またはこれらの混合物の水溶酒で。

ｐ度は５〜７０ｆ／ｌ、ｐＨを適当に調整したものを用
いれば良く、処理方法は浸漬法、電解法。

スプレー法いずれでも艮い。

クロメート被膜量を１〜３０■／ｌｔｌに限定する理由
は、１■／　ｎ１未満では下地表面を十分に被覆するこ
とができず、耐食性、塗料密着性、塗装後胴食性を向上
させる効果は十分であり、また３０り／イを超えると耐
食性、塗料密着性、塗装後耐食住を向上させる効果は十
分であるが、被膜自体の高電気抵抗のため溶接部での鉄
と鉄の接合を阻害し・　「散り」を発生するからである
。

次に１本発明を実施例および比較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、ワット浴を用いて
浴温度５５℃、電流密度５　Ａｌｔｒｄで０．０３μの
Ｈｔめっきを行ない、さらに塩化物−フッ化物浴を用い
てｐＨ２，５，浴温度７０℃、電流密度５　ｋ／ｄｔｒ
？で０．０４ｐのＮｉ　−Ｓｎ合金めっきを行なった。

その後、Ｆ）Ｑ？／ｌのクロム酸浴を用いて電流密度１
０　Ａ／ｇｆｆ１″でクロメート処理を行なった。

〔実施例２〕 ブリキ原板を電解脱脂、酸洗した後、ワット浴を用いて
浴温度６０℃、電流密度１０　Ａ／ｄｎ？で０．０６μ
のＮｉめつきを行ない、さらにビロリン酸浴を用いてｐ
Ｈ８，０，浴温度６５℃、電流密ｇ　３　Ａ／ｄｎ？で
０．０２　／ＪのＮｉ　−Ｓｎ合金めっきを行なった。

その後％　５０ｆ／１０）重クロム酸す）　ＩＪウム浴
を用いて電流密度１５　Ａ／ｄ＋／でクロメート処理を
行なった。

〔実施例３〕 ブリキ原板を電解脱脂、酸洗した後、スルファミン酸浴
を用いて浴温度５０℃、電流密度１０　Ａ／ｄ−で０．
０２μのＮｉめつきを行ない、さらに塩化物−フッ化物
浴を用いてｐＨ２，５、浴温ｆｆ６０’ｃ、電流密度１
０　Ａｌｃｔｒｄで０，１８μのＮｉ−Ｓｎ合金めつき
を行なった。その後、７５　ｆｉｌの重クロム酸浴を用
いて電流密度１５　Ａ／ｄｒｒ？でクロメート処理を行
なった。

〔実施例４〕 ブリキ原板を電解脱脂、ＷＲ洗した後、ワット浴を用い
て浴温度５５℃、電流密度５　Ａ／ｃｔｒｒ？で０、１
３　ｐＯ）Ｎｉめつきを行ない、さらに塩化物−フフ化
物浴を用いてｐ）ｔ２．５、浴温度７５℃、電流密度１
０　Ａ／ｄＦｒ？で０．１０μのＮｉ　−Ｓｎ合金めつ
きを行なった。その後、５０１／ｌのクロム酸浴を用い
て電流密度１５　Ａ／ｄ−でクロメート処理を行なった
。

〔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ｐ）Ｉ　２．５．浴温度６０℃。

電流密度１０　Ａ／ｄｄで０．０６μのＮｉ　−Ｓｎ合
金めつきを行なった。その後、４５１／ｌのクロム酸浴
を用いてクロメート処理を行なった。

〔比軸例２〕 ブリキ原板を電解脱脂、酸洗し１こ後、ワット浴を用い
て浴温度５５℃、電流密度５Ａ／ｄｗ？で０．０３μの
Ｎｌめつきを行ない、さらζこ塩化物−フッ化物浴を用
いてｐＨ２，５、浴温度７０℃１電流密Ｆ　５　ｆｉ、
／ｄｄで０．０４７１のＮｉ　−Ｓｎ合金めつきを行な
った。

〔比較例３〕 ブリキ原板を電解脱脂、酸洗した後、スルファミノ酸浴
を用いて浴温度５０℃％電流密度１０　Ａ／ｄ−で０．
０３μのＮｉめつきを行ない、さらｌこピロリン酸浴を
用いてｐＨ８，０、浴温１ｉ６０℃、電流密度３　Ａ／
ｇｍ”で０．０４ｐのＮｉ−Ｓｎ合金めつきを行なった
。その後％　７５　ｆｉＬのクロム６Ｎ／浴を用いて電
流密度１５Ａ／ｒＬｔｔ？でクロメート処理を行なった
。

上記のような処理をした鋼板から１６４．７Ｘ８０鰭の
試片を切り出してシーム溶接性試験を行なつた。また、
１１００Ｘ１００＋の試片を用いて塗料二次密着性試験
を行なった。

（１）シーム溶接性試験 スードロニツク社梨製缶機を用いて、溶接速度８ｍ／始
、接部加圧力３０　Ｋｆｆ　、オーバーラツプ０．４門
でシーム溶接を行ない、適正電流範囲を求めた。

Ｑ）塗料二次密着性試験および塗装後の耐食性エポキシ
フェノール系塗料を５０η／イ塗装後％　２％ＮａＣｔ
千４％酢酸溶液中で１２５℃×６０分処理後、クロスカ
ットテープ剥離試験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た、 上記試料についての諸試験結果を示した表１から明らか
なように１本発明による表面処理鋼板（実施例１〜４）
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１〜３）に比べて優れた性能を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼板表面に０．０１〜０．１５μのＮｉめつき層と、そ
   の上層に重量比Ｓｎ　／　（Ｓｎ　＋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Ｎｉ−Ｓｎ合金めつき層と、さらに上層に１〜
   ３０η／１イのクロメート被膜層とを有することを特徴
   とする耐食性・溶接性・塗装性に優れたシーム溶接缶用
   表面処理鋼板。