(57)【要約】【課題】  外観性、耐食性、溶接性、密着性および加工性に優れた容器用鋼板を提供する。【解決手段】  少なくとも缶外面側に相当する鋼板片面に、めっき原板の圧延方向に平行なＲａ（平均中心線粗度）が０．１ｕｍ以下、かつ、垂直なＲａが０．１５ｕｍ以下のＮｉ含有率５０％以上のＮｉ−Ｆｅ合金めっき層を、Ｎｉ量で０．３〜１０ｇ／ｍ2 付与し、更に金属Ｃｒが０．０１〜１ｍｇ／ｍ2 、オキサイドＣｒが金属Ｃｒ量で１〜４０ｍｇ／ｍ2 付与し、該オキサイドＣｒ中の硫酸イオン量は０．０００１〜０．１ｍｇ／ｍ2 にすることを特徴とした外観性に優れた容器用鋼板。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも缶外面側に相当する鋼板片面に、めっき原板の圧延方向に平行なＲａ（平均中心線粗度）が０．１ｕｍ以下、かつ、垂直なＲａが０．１５ｕｍ以下のＮｉ含有率５０％以上のＮｉ−Ｆｅ合金めっき層を、Ｎｉ量で０．３〜１０ｇ／ｍ2 付与し、更に金属Ｃｒが０．０１〜１ｍｇ／ｍ2 、オキサイドＣｒが金属Ｃｒ量で１〜４０ｍｇ／ｍ2 付与し、該オキサイドＣｒ中の硫酸イオン量は、０．０００１〜０．１ｍｇ／ｍ2 にする事を特徴とした外観性に優れた容器用鋼板。
【請求項２】
少なくとも缶外面側に相当する鋼板片面に、めっき原板の圧延方向に平行なＲａ（平均中心線粗度）が０．１ｕｍ以下、かつ、垂直なＲａが０．１５ｕｍ以下のＮｉ含有率５０％以上のＮｉ−Ｆｅ合金めっき層を、Ｎｉ量で０．３〜１０ｇ／ｍ2 付与し、更にＺｒ皮膜を金属Ｚｒ量で１〜４０ｍｇ／ｍ2 付与する事を特徴とした外観性に優れた容器用鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器用鋼板として、２ピース缶および３ピース缶の外面側に使用し、特に外観性、耐食性、溶接性、密着性、加工性に優れた容器用鋼板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、主に飲料缶分野で使用されている鉄製の容器には、２ピース缶と３ピース缶が存在する。２ピース缶とは、缶底と缶胴部が一体になった缶体のことで、ＤｒＤ缶、ＤＩ缶等が知られており、絞り加工、しごき加工、曲げ、曲げ戻し加工、あるいはこれらの加工を組み合わせて成形される。これらの缶体に用いられる鋼板には、ブリキ（Ｓｎめっき鋼板）やＴＦＳ（電解クロム酸処理鋼板）があり、用途や加工方法によって使い分けが為されている。３ピース缶は、缶胴部と底部が別々になった缶体の事で、缶胴部の製造を溶接で行う溶接缶が主流である。溶接缶の底板にはＴＦＳが用いられ、胴材には、主に薄目付けＳｎめっき鋼板が使用され、少量ではあるがＮｉめっき鋼板が使用されている。
【０００３】
２ピース缶においても３ピース缶（溶接缶）においても、消費者に商品価値をアピールする為、缶外面には印刷が施されている。また、缶内面には、耐食性を確保する為、樹脂がコーティングされている。従来の２ピース缶は、缶体の成形を行った後に、缶内面側にはスプレー等で塗装され、缶外面側には、曲面印刷が施されていたが、近年は、例えば特開２０００−２６３６９６号公報（特許文献１）や特開２０００−３３４８８６号公報（特許文献２）に開示されているように、予め、塗装またはＰＥＴフィルムをラミネートした鋼板を缶に成形するプレコート技術が台頭している。
【０００４】
また、溶接缶も、従来は、缶内面には塗装、缶外面には印刷が施された鋼板が溶接されて缶体を製造されていたが、塗装の代わりに、例えば特許第３０６００７３号公報（特許文献３）や特許第２９９８０４３号公報（特許文献４）に開示されているように、予め印刷されたＰＥＴフィルムをラミネートした鋼板を用いた溶接缶も台頭している。
【特許文献１】特開２０００−２６３６９６号公報
【特許文献２】特開２０００−３３４８８６号公報
【特許文献３】特許第３０６００７３号公報
【特許文献４】特許第２９９８０４３号公報
【特許文献５】特開２０００−２６９９２号公報
【特許文献６】特開２００５−１４９７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
飲料缶分野では、諸費者の購買意欲を訴求する為、外観の光沢化が求められている。外観を光沢にするにはＳｎめっき（ブリキ）を用いれば良いが、近年台頭してきたＰＥＴフィルムを貼るラミネート鋼板に、適用するには以下の２つの問題点があった。（１）製缶加工によってフィルムに生じた歪を緩和させる為、Ｓｎ融点を超えたＰＥＴフィルムの融点近くまで加熱する必要があり、Ｓｎめっき鋼板を適用するとＳｎが合金化し外観が悪化するだけでなく、フィルムが収縮、剥離する。
（２）Ｓｎの融点以下でも長時間加熱すれば、フィルムに生じた歪を緩和させる事ができるが、生産性が著しく損なわれる為、工業的、経済的には採用できない。一方、実用に供されているＴＦＳやＮｉめっき鋼板は、めっき層の融点は高いものの、光沢外観が無く、ブリキの代替にはなり得なかった。光沢外観のあるＮｉを付与する技術としては、例えば特開２０００−２６９９２号公報（特許文献５）や特開２００５−１４９７３５号公報（特許文献６）に開示されているように、光沢Ｎｉめっき法が提案されている。確かに、上記の技術を用いれば、光沢Ｎｉめっきを得ることが出来るが、耐食性や密着性を確保する為に最表層に付与される化成処理皮膜によって、その光沢外観が損なわれる問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、この問題点に対応する為、光沢めっきを行ったＮｉめっきあるいはＦｅ−Ｎｉ合金めっきの光沢外観性を損なうことの無い化成処理皮膜を発明し、外観性、耐食性、溶接性、密着性、加工性に優れた容器用鋼板の開発に至った。
【０００７】
すなわち、本発明の要旨とするところは、
（１）少なくとも缶外面側に相当する鋼板片面に、めっき原板の圧延方向に平行なＲａ（平均中心線粗度）が０．１ｕｍ以下、かつ、垂直なＲａが０．１５ｕｍ以下のＮｉ含有率５０％以上のＮｉ−Ｆｅ合金めっき層を、Ｎｉ量で０．３〜１０ｇ／ｍ2 付与し、更に金属Ｃｒが０．０１〜１ｍｇ／ｍ2 、オキサイドＣｒが金属Ｃｒ量で１〜４０ｍｇ／ｍ2 付与し、該オキサイドＣｒ中の硫酸イオン量は、０．０００１〜０．１ｍｇ／ｍ2 にする事を特徴とした外観性に優れた容器用鋼板。
【０００８】
（２）少なくとも缶外面側に相当する鋼板片面に、めっき原板の圧延方向に平行なＲａ（平均中心線粗度）が０．１ｕｍ以下、かつ、垂直なＲａが０．１５ｕｍ以下のＮｉ含有率５０％以上のＮｉ−Ｆｅ合金めっき層を、Ｎｉ量で０．３〜１０ｇ／ｍ2 付与し、更にＺｒ皮膜を金属Ｚｒ量で１〜４０ｍｇ／ｍ2 付与する事を特徴とした外観性に優れた容器用鋼板にある。
【発明の効果】
【０００９】
表１に示すように、本発明により製造された溶接缶用鋼板は、優れた特に光沢外観性、耐食性、溶接性、密着性を有することが明らかになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の作用である外観性、耐食性、溶接性に優れた容器用鋼板について詳細に説明する。本発明において使用されるめっき原板は、通常の鋼片製造工程から熱間圧延、酸先、冷間圧延、焼鈍、調質圧延等の工程を経て製造された物を使用し、特に規制しない。
【００１１】
このめっき原板に、溶接性と密着性、耐食性を確保する為に、Ｎｉ−Ｆｅ合金めっきが施される。Ｎｉは、密着性、耐食性と溶接性を併せつ持つ金属である事から、鋼板に施したＮｉ−Ｆｅ合金めっき量を上げて行き、０．３ｇ／ｍ2 以上のＮｉ量で実用的な溶接性や密着性、耐食性が発揮し始める。更にめっき量を上げて行くと、溶接性や密着性、耐食性も向上するが、１０ｇ／ｍ2 を超えるとそれらの向上効果が飽和する為、工業的には不利益である。また、Ｎｉ−Ｆｅ合金めっき層中のＮｉ含有率が５０％を下回るとＮｉの優れた溶接性や密着性、耐食性が十分に発揮されない為、Ｎｉ含有率は５０％以上にする必要がある。
【００１２】
更に、Ｎｉ−Ｆｅ合金めっき鋼板に優れた光沢外観を付与する為に、Ｎｉ−Ｆｅ合金めっき鋼板の表面粗度は、めっき原板の圧延方向に平行なＲａ（平均中心線粗度）が０．１ｕｍ以下、かつ、垂直なＲａが０．１５ｕｍ以下に規制される。めっき原板の圧延方向に平行なＲａ（平均中心線粗度）が０．１ｕｍを超える、または、垂直なＲａが０．１５ｕｍを超えると、表面の凹凸の影響により乱反射が多くなり、優れた光沢外観が発揮されない。
【００１３】
上記のＮｉ−Ｆｅ合金めっきを付与する方法としては、硫酸Ｎｉ、塩化Ｎｉ、硫酸Ｆｅを溶解させた酸性溶液からパルス電解する方法や該酸性溶液に光沢剤を添加してカソード電解する方法などを用いれば良い。Ｎｉ−Ｆｅ合金めっきに引続き、より一層の密着性、耐食性を向上させる為、クロメート皮膜またはＺｒ皮膜が付与される。クロメート皮膜は、オキサイドＣｒまたは金属ＣｒとオキサイドＣｒから成る皮膜の事で、オキサイドＣｒを金属Ｃｒ量として１ｍｇ／ｍ2 以上付与すると密着性、耐食性の飛躍的な向上が認められるが、４０ｍｇ／ｍ2 を超えると溶接性、外観性が劣化する。従って、オキサイドＣｒ量は金属Ｃｒ量で１〜４０ｍｇ／ｍ2 にする必要がある。
【００１４】
オキサイドＣｒを付与する方法は、特に規制しないが、好ましくは、酸化Ｃｒと硫酸やフッ化アンモンを主成分とする酸性溶液からカソード電解処理を行う方法を用いれば、上記のより一層の密着性、耐食性を有するオキサイドＣｒを得ることができる。但し、この方法では金属ＣｒがオキサイドＣｒと同時に析出する事から注意が必要である。即ち、金属Ｃｒは光を吸収あるいは乱反射し、Ｎｉ合金めっき層の光沢外観が失われるからである。従って、クロメート皮膜中に存在する金属Ｃｒ量は、極力少ない事が望ましく、実用的には、１ｍｇ／ｍ2 以下にする必要がある。また、金属Ｃｒを少なくするには、低電流密度で電解すれば良いが、低電流密度では工業生産性が低下する為、経済性を考慮して０．０１ｍｇ／ｍ2 を下限値とした。
【００１５】
更に、オキサイドＣｒ中の硫酸イオンが多いとオキサイドＣｒの透明性が失われる事から、極力少なくする必要があり、実用的には０．１ｍｇ／ｍ2 が上限値である。オキサイドＣｒ中の硫酸イオンを少なくするには、低電流密度での電解やオキサイドＣｒめっき後の水洗時間を長くすれば良いが、何れも工業生産性が低下する為、経済性を考慮して０．０００１ｍｇ／ｍ2 を下限値とした。
【００１６】
Ｚｒ皮膜は、酸化Ｚｒ、リン酸Ｚｒ等のＺｒ化合物から成る皮膜の事で、Ｚｒ皮膜を金属Ｚｒ量として１ｍｇ／ｍ2 以上付与すると密着性、耐食性の飛躍的な向上が認められるが、４０ｍｇ／ｍ2 を超えると溶接性、外観性が劣化する。従って、Ｚｒ皮膜量は金属Ｚｒ量で１〜４０ｍｇ／ｍ2 にする必要がある。Ｚｒ皮膜を付与する方法は、例えば、フッ化Ｚｒ、リン酸Ｚｒ、フッ酸を主成分とする酸性溶液から浸漬またはカソード電解処理を行う方法などを用いれば良い。
【実施例】
【００１７】
次に本発明の実施例及び比較例について述べ、その結果を表１に示す。以下の（１）に示す方法で試料を作製し、（Ａ）〜（Ｄ）の各項目について性能評価を行った。
（１）試料作製方法
（ａ）めっき原板：板厚０．２ｍｍ、テンパー３（Ｔ−３）のめっき原板を使用した。
（ｂ）Ｎｉ−Ｆｅ合金めっき条件：２０％硫酸Ｎｉ、１５％塩化Ｎｉの溶液に硫酸Ｆｅを０〜２０％添加し、５Ａ／ｄｍ2 を０．３ｓｅｃ／回でパルス電解を行い、Ｎｉ−Ｆｅ合金めっきを施した。Ｎｉ含有率は硫酸Ｆｅ添加量で制御し、めっき量は電解回数で制御した。
【００１８】
（ｃ）クロメート処理条件：１０％酸化Ｃｒ（ＶＩ）、０．２％硫酸、０．１％フッ化アンモニウムの溶液中で１０Ａ／ｄｍ2 のカソード電解を行い、１０秒間水洗し、クロメート皮膜を付与した。付着量は、電解時間で制御した。
（ｄ）Ｚｒ皮膜処理条件：５％フッ化Ｚｒ、４％リン酸、５％フッ酸の溶液中で１０Ａ／ｄｍ2 のカソード電解を行い、Ｚｒ皮膜を付与した。付着量は、電解時間で制御した。
【００１９】
（Ａ）溶接性
試験片にエポキシフェノール樹脂を塗布し、ラップ代０．５ｍｍ、加圧力４５ｋｇ、溶接ワイヤースピード８０ｍ／ｍｉｎの条件で、電流を変更して溶接を実施し、十分な溶接強度が得られる最小電流値と散りなどの溶接欠陥が目立ち始める最大電流値からなる適正電流範囲の広さから総合的に判断し、４段階（◎：非常に広い、○：広い、△：実用上問題なし、×：狭い）で評価した。
【００２０】
（Ｂ）密着性
試料に１５ｕｍ厚のＰＥＴフィルムをラミネートし、ＤｒＤプレスでカップを作製した。そのカップをＤＩマシンでＤＩ缶に成形し、缶壁部のフィルムの剥離状況を観察し、総合的に４段階（◎：全く剥離が認められない、○：僅かなフィルム浮きが認められる、△：大きな剥離が認められる、×：フィルムがＤＩ成形中んに剥離し、破胴に至る）で評価した。
【００２１】
（Ｃ）耐食性
溶接缶を作製し、１．５％クエン酸−１．５％食塩混合液からなる試験液を充填し、蓋を取付け、５５℃、１ヶ月間、恒温室に安置し、缶内面の腐食状況を４段階（◎：腐食が認められない、○：実用上問題無い程度の僅かな腐食が認められる、△：微小な腐食が認められる、×：激しい腐食が認められる）で判断して評価した。
【００２２】
（Ｄ）外観光沢性
試料に１５ポイントで印刷したアルファベットを映して、その鮮映状況を４段階（◎：輪郭が明確に認められ、文字をはっきり認識できる、○：輪郭が不明瞭であるが、文字は認識できる、△：一部のアルファベットは認識できない、×：全く文字が読み取れない）で判断して評価した。
【００２３】
【表１】
2007297678.tif 000002
特許出願人    新日本製鐵株式会社                                                代理人    弁理士    椎  名    彊  他１