前述したとおり、溶接缶用の表面処理錫め� ��き鋼板においては、溶接性、加工密着性、� ��食性を満足することが必要であり、表面処� ��被膜にシランカップリング剤を用いた場合� ��は、溶接性、特に高速溶接性の点で満足す� ��ものではなかった。その一方シランカップ� ��ング剤処理は、錫めっき鋼板と有機樹脂被� ��の密着性を向上し、厳しい加工に付された� ��合にも有機樹脂被膜の加工密着性を向上し� ��優れた耐食性を得る上では有効であること� ��ら、本発明においては、シランカップリン� ��剤を用いた場合にも優れた溶接性を得るべ� ��鋭意研究を行った結果、シランカップリン� ��剤処理層の厚みとフリー錫量が特定の関係� ��満足することが重要であることを見出した� ��
 本発明者等はシランカップリング剤表面処� ��層のSi量、及び錫めっき層のフリー錫量を� �々変化させて、溶接性、密着性、耐食性を� �価した結果、フリー錫量に対応したSi量の上 限に一定の条件があることがわかった。すな わち本発明者等の実験の結果を示す図1にお� �て、錫めっき層中のフリー錫量(X)及びシラ� �カップリング剤処理層中のSi量(Y)が、上記式 (1)~(4)のすべてを満足する範囲(図1に示す斜線 の範囲)内にあることにより、優れた溶接性� �加工密着性、耐食性を発現し得ることを見� �したのである。

 すなわち図1からも明らかなように、錫めっ き層中のフリー錫量が上記式(1)を満足しない 場合、すなわちXが0.2g/m ² よりも小さい場合には、溶接に利用可能な錫 量が不足しているために、充分な溶接を行う ことができず溶接性に劣り、また錫による鋼 板表面の被覆が不十分であるため耐食性にも 劣ることになる。一方、Xが13g/m ² よりも大きくても経済的に不利なだけで、溶 接性や耐食性の更なる向上を得ることはでき ない。
 シランカップリング剤処理層のSi量が1.0mg/m ² よりも小さい場合には、シランカップリング 剤による酸化膜抑制効果が低下するとともに 、有機樹脂被覆の密着効果を充分得ることが できなくなり、経時密着性、加工密着性に劣 っている(上記式(2))。
 またシランカップリング剤処理層のSi量の� �限を定める上記式(3)及び(4)は、フリー錫の� �Xが1.95g/m ² の近傍で交差し、この交差点を境にフリー錫 量Xに対応するSi量の上限の傾向が変化してい ることが理解される。すなわち、フリー錫量 Xが約1.95g/m ² まで増加する場合にはSi量の上限も増加する� ��、フリー錫量Xが約1.95g/m ² を超えるとSi量の上限は減少し、これを超え� ��場合には、満足する溶接性を得ることがで� ��ない。更に、フリー錫量Xが1.95g/m ² を超えた範囲では、Si量が上限を超えると密� ��性の低下も生じてしまうのである。

(溶接缶用錫めっき鋼板)
 本発明の溶接缶用表面処理錫めっき鋼板に� ��いては、鋼板の少なくとも一方の表面に錫� ��っき層、シランカップリング剤処理層が形� ��されてなるものであり、シランカップリン� ��剤処理層の上には有機樹脂被覆層、特に有� ��塗膜が形成されていることが好適である。

[鋼板]
 本発明に用いる鋼板は、溶接缶の用途に用� ��られていた従来公知の冷延鋼板等を使用す� ��ことができるが、本発明においては特に炭� ��(C)量が0.10重量%以下の低炭素鋼板を好適に� �いることができる。溶接性は、上述したシ� �ンカップリング剤処理層中のSi量の他に鋼板 中のC量にも影響を受け、特にC量は高速溶接� ��に影響を与える。すなわち、C量が増えると 溶接時にスプラッシュが出やすい傾向があり 、その一方C量が少ないとネックショルダー� �に凹みが生じやすい等の傾向があることか� �、本発明においては、C量が0.10重量%以下、� �に0.03~0.1重量%の範囲にある鋼板を用いるこ� �が好適である。
 また用いる低炭素鋼板の板厚は0.1~0.4mm程度� ��ものが好ましい。

[錫めっき層]
 鋼板の少なくとも一方の面に設ける錫めっ� ��層は、前述した通り、フリー錫量が0.2~13g/m ² となるように、鋼板上に錫めっき層を構成す る。
 尚、本明細書において「フリー錫」とは、� ��やニッケルと合金化していない金属錫のこ� ��である。
 本発明においては、フリー錫量が上記範囲� ��なるように、鋼板上に錫めっき層を形成し� ��リフロー処理温度や処理時間及び有機樹脂� ��覆後の加熱焼付け条件を制御することによ� ��、鋼板自体の耐食性を向上させると共に、� ��ランカップリング剤表面処理層との組み合� ��せにより、溶接性、有機樹脂被覆との加工� ��着性及び経時密着性を向上させ、更に加工� ��の耐食性の向上を図ることが可能となるの� ��ある。なお、錫めっき層は鋼板表面を一様� ��被覆していても、島状に存在していても良� ��。
 また鋼板の少なくとも一方の面、すなわち� ��内面側となるべき面に錫めっき層を設ける� ��、缶外面側となるべき他方の面にも錫めっ� ��層を設けることが望ましく、錫量は缶内面� ��となるべき面と同様の量であっても、異な� ��量であっても構わない。缶内面側と缶外面� ��の錫めっき量の差は、6g/m ² 以下であることが経済性の面で好ましい。

 本発明においては、鋼板上に設ける錫めっ� ��層の鋼板側の一部を錫鉄合金とすることに� ��って錫めっき層/錫-鉄合金層の二層構成に� �ることもできる。錫-鉄合金層を形成するこ� ��によって、加工密着性が向上すると共に、� ��板自体の耐食性も向上させることが可能に� ��る。
 錫めっき層を、錫めっき層/錫鉄合金層の二 層構成に形成するには、鋼板上に所定量の錫 めっきを行った後、錫の融点以上に加熱した 後冷却を行う(リフロー処理)ことによって錫� ��っき層の鋼板側の一部を鉄-錫合金層に変化 させることができる。
 本発明においては、錫めっき前の鋼板表面� ��薄ニッケルめっきや薄いニッケル拡散層を� ��め設けておくことにより、鋼板側の一部を� ��-ニッケル-鉄合金とすることが特に好まし� �。これにより合金層を微細化することが可� �となり、フリー錫の合金化を抑制すること� �できる。尚、前述したように、本発明にお� �ては、合金層を形成した場合でも合金化さ� �ていないフリー錫量が上述した範囲内にあ� �ことが重要である。
 尚、錫めっき層には、亜鉛が含有されてい� ��いことが望ましい。前述したように、亜鉛� ��含有されていると、特に金属溶解タイプの� ��食性の内容物に適用可能な耐食性を得るこ� ��ができず、また加工密着性の点で劣るよう� ��なる。更に、高速溶接時にスプラッシュや� ��ローホールが発生し溶接性が低下する。

 [シランカップリング剤処理層]
 錫めっき層上に形成されるシランカップリ� ��グ剤処理層は、シランカップリング剤が有� ��る反応基により、錫めっき層あるいは錫-鉄 合金層と有機樹脂被膜の密着性を向上させる ことが可能となる。またシランカップリング 剤処理層自体が耐久性と耐水性を向上させる 一方、錫めっき層へのガス透過を抑制し、こ れにより錫めっき層の酸化皮膜の形成を抑制 するため、酸化皮膜の生成・成長による有機 樹脂被覆層の密着性の低下を防止できる。
 本発明においては、前述したとおり、錫め� ��き層のフリー錫量との関係において、シラ� ��カップリング剤処理層中のSi量の上限が決� �される。フリー錫量が2.0g/m ² 付近(X=1.95g/m ² )を境に、フリー錫量がこの値以下の場合に� �上記式(3)及びフリー錫量がこの値以上の場� �には上記式(4)を満足するSi量であることが重 要である。またSi量の下限は1.0mg/m ² である。

 シランカップリング剤表面処理層を形成す� ��ために用いるシランカップリング剤は、有� ��樹脂被覆と化学結合する反応基と錫めっき� ��板と化学結合する反応基を有するものであ� ��、ビニル基、スチリル基、アクリロキシ基� ��ウレイド基、クロロプロピル基、スルフィ� ��基、イソシアネート基、アミノ基、エポキ� ��基、メタクリロキシ基、メルカプト基等の� ��応基と、メトキシ基、エトキシ基等の加水� ��解性アルコキシ基を含むオルガノシランか� ��成るものや、メチル基、フェニル基、等の� ��機置換基と加水分解性アルコキシ基を含有� ��るシランを使用することができる。
 本発明において、好適に用いることができ� ��シランカップリング剤の具体例としては、� �-APS(γ-アミノプロピルトリメトキシシラン)� �γ-GPS(γ-グリシドキシプロピルトリメトキシ� ��ラン)、BTSPA(ビストリメトキシシリルプロピ ルアミノシラン)、N-β(アミノエチル)γ-アミ� �プロピルトリメトキシシラン等を挙げるこ� �ができる。

 シランカップリング剤処理層を錫めっき層� ��に形成するには、上述したシランカップリ� ��グ剤溶液を錫めっき層上に塗布、若しくは� ��ランカップリング剤溶液中に、錫めっき層� ��形成された鋼板を浸漬し、その後絞りロー� ��で過剰な溶液を除去することにより形成す� ��ことができる。好適なシランカップリング� ��溶液の組み合わせ及び処理の順序は以下の� ��りである。
(1)アミノ基含有シランカップリング剤溶液及 び/又はエポキシ基含有シランカップリング� �溶液を用いて処理生成する。
(2)アミノ基含有シランカップリング剤溶液及 び/又はエポキシ基含有シランカップリング� �溶液と、有機置換基と加水分解性アルコキ� �基を含有したシランから成る混合溶液を用� �て処理生成する。この混合処理によって、� �トルト処理後においても、密着性をより高� �レベルに維持する効果が期待できる。
(3)有機置換基と加水分解性アルコキシ基を含 有したシランで処理した後、次いでアミノ基 含有シランカップリング剤溶液及び/又はエ� �キシ基含有シラン溶液から成るシランカッ� �リング剤溶液を用いて処理生成する。この� �段処理によって、混合処理にはない処理液� �経時安定性を維持しつつ、レトルト処理後� �おいても、密着性をより高いレベルに維持� �る効果が期待できる。

[有機樹脂被覆]
 本発明において、シランカップリング剤処� ��層上に形成される有機樹脂被覆は、熱可塑� ��樹脂フィルムの被覆或いは熱硬化性塗料に� ��る塗膜の何れであってもよいが、密着性の� ��で有機樹脂塗料により形成された有機塗膜� ��あることがより好適である。
 有機樹脂塗料としては、金属缶の塗装に用� ��られていた従来公知の熱硬化性塗料を用い� ��ことができ、エポキシ系塗料、フェノール� ��塗料、アクリル系塗料、ウレタン系塗料等� ��挙げることができる。特に作業性等の観点� ��ら有機溶剤を用いない水溶性の塗料を用い� ��ことが望ましいことから、エポキシ・アク� ��ル系水性塗料を用いることが好ましい。

 有機樹脂被覆に使用し得る樹脂フィルム� ��しては、ポリオレフィン樹脂、熱可塑性ポ� ��エステル樹脂等従来公知の熱可塑性樹脂を� ��げることができるが、最も好適には、熱可� ��性ポリエステル樹脂を用いることが望まし� ��。熱可塑性ポリエステル樹脂は、内容物中� ��芳香成分の吸着が少なく、腐食成分に対す� ��バリア性や耐衝撃性にも優れたものである� ��

 熱可塑性ポリエステル樹脂としては、従来� ��知のカルボン酸成分とアルコール成分とか� ��誘導されたポリエステル樹脂を使用するこ� ��ができ、ホモポリエステルでも、共重合ポ� ��エステルでも、或いはこれらの2種以上のブ レンド物であってもよい。
 本発明においては、従来公知の熱可塑性ポ� ��エステル樹脂の中でも、特にポリエチレン� ��レフタレート系の共重合樹脂、すなわちカ� ��ボン酸成分の50モル%以上がテレフタル酸で� ��アルコール成分の50モル%以上がエチレング� ��コール成分であるエチレンテレフタレート� ��の共重合ポリエステル樹脂を用いることが� ��ましい。好適には、カルボン酸成分として� ��ソフタル酸を3~18モル%を含有するポリエチ� �ンテレフタレート/イソフタレートを使用で� ��る。
 用いるポリエステル樹脂は、フィルムを形� ��し得る分子量を有し、オルトクロロフェノ� ��ル中25℃で測定した固有粘度[η]が0.6~1.2の範 囲にあることが好ましい。
 また、必要に応じて、エポキシフェノール� ��樹脂、エポキシアクリル系樹脂などの接着� ��ライマー樹脂を介して上記熱可塑性フィル� ��を配置することもできる。

 樹脂フィルム層をシランカップリング剤処� ��層が形成された鋼板に形成するには、従来� ��知の任意の手段を行うことができ、例えば� ��押出コート法、キャストフィルム熱接着法� ��フィルム熱接着法等により行うことができ� ��。
 フィルムを用いる場合は、フィルムはT-ダ� �法や、インフレーション製膜法により得る� �とができる。フィルムとしては、押出した� �ィルムを急冷した、キャスト成形法による� �延伸フィルムであることが、フィルムの歪� �がなく、加工性、密着性に優れているので� �ましいが、このフィルムを延伸温度で逐次� �いは同時二軸延伸し、延伸後のフィルムを� �固定することにより製造される二軸延伸フ� �ルムを用いることもできる。

 有機樹脂被覆として有機塗膜を形成する場� ��、その厚みは1~16μm、特に3~10μmの範囲にあ� �ことが好ましく、また樹脂フィルム層を形� �する場合、その厚みは8~42μm、特に10~40μmの� �囲にあることが表面処理錫めっき鋼板の保� �及び加工性とのバランスの点で好ましい。� �機樹脂被覆の厚みが上記範囲より小さい場� �は、バリア性が低下し、内容物浸透による� �食が発生したり、加工時に被膜にキズが入� �やすくなり、腐食が発生する確率が高くな� �。また、厚みが上記範囲より大きい場合に� �、被膜自体の剛性が高くなり、ネックイン� �、巻締部等の厳しい加工を受ける部分にお� �て加工密着性が劣るようになる。
 また、有機樹脂被覆は、溶接性の点から溶� ��部及びその近傍を除いたシランカップリン� ��剤処理層上に施される。

[層構成]
 本発明に用いる溶接缶用表面処理錫めっき� ��板は、上述した通り、鋼板の少なくとも一� ��の表面に、錫めっき層、シランカップリン� ��剤処理層、有機樹脂被覆の順に設けて成る� ��のであり、また好適には、鋼板表面と錫め� ��き層の間に更に、錫鉄合金層或いは錫鉄ニ� ��ケル合金層が形成されるが、必要によりこ� ��ら以外の他の層を設けることも可能である� ��すなわち、缶外面側となる鋼板の他方の表� ��にも内面側と同様に錫めっき層及び有機樹� ��被覆を設けることは勿論、有機樹脂被覆の� ��にホワイトコート層、印刷層等を設けるこ� ��もできる。特に本発明の溶接缶用表面処理� ��めっき鋼板は、密着性に優れているので、� ��刷層や下地層の顔料の含有量を高くするこ� ��ができ、外観特性にも優れている。

(溶接缶)
 本発明の溶接缶は、上述した有機樹脂被覆� ��面処理錫めっき鋼板からなる缶胴ブランク� ��両端縁部を1mm以下、特に0.4mm以下のオーバ� �ラップ幅で重ね合わせた状態で溶接を行う� �溶接条件は、30乃至120m/min.の範囲の溶接速度 、40乃至60kgfの範囲の溶接加圧力であること� �好ましく、特に55m/min.以上の高速溶接でも優 れた溶接性を発現することができる。
 図2は溶接を説明するための図であり、電極 ロール20a、20b又は電極ロール20a,20bでバック� �ップした溶接銅線21a,21bで有機樹脂被覆表面� ��理鋼板22のオーバーラップ部23をはさんでシ ーム溶接を行った後、溶接部を上述した熱硬 化性塗料等を用いて溶接部の金属露出を補修 する。
 次いで、ネックイン加工、ビード加工、フ� ��ンジ加工を施すことにより、缶胴部が形成� ��れる。次いで、別途形成された缶端部(缶蓋 及び缶底)を巻締め加工することにより溶接� �が成形される。尚、本発明の溶接缶は、飲� �缶に好適に使用できることから、ネックイ� �加工において、トリプルネックイン加工の� �うな高度に縮径することもできる。
 また、必要に応じて、上記のネックイン加� ��をする前や加工後の缶内面に、部分的ある� ��は全面にスプレー塗装をすることもできる� ��スプレー用の塗料としては、エポキシアク� ��ル系塗料、エポキシフェノール系塗料など� ��好適に使用できる。

 本発明の溶接缶は、耐食性に優れており� ��金属腐食性の酸性飲料などの飲料缶に好適� ��使用することができる。またこれ以外にも� ��アゾール缶、溶剤等を内容物とする18リッ� �ル缶等に好適に使用できるが、これに限定� �れるものではない。