JP2000296854A - ラミネート缶体の製造方法 - Google Patents

ラミネート缶体の製造方法

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JP2000296854A
JP2000296854A JP11106535A JP10653599A JP2000296854A JP 2000296854 A JP2000296854 A JP 2000296854A JP 11106535 A JP11106535 A JP 11106535A JP 10653599 A JP10653599 A JP 10653599A JP 2000296854 A JP2000296854 A JP 2000296854A
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resin layer
washer
welding
laminated
steel sheet
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JP11106535A
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Mikiyuki Ichiba
幹之 市場
Moriaki Ono
守章 小野
Naoyuki Oba
直幸 大庭
Shinichiro Mori
慎一郎 森
Toyofumi Watanabe
豊文 渡辺
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラミネート缶体への手管または座金の溶接工
程を備え、該溶接個所に対応する缶内面の樹脂層の補修
が不要で、かつ樹脂層の薄膜化が可能なラミネート缶体
の製造方法を提供する。 【解決手段】 鋼板の内面に熱可塑性樹脂層を形成して
なるラミネート鋼板製缶体に、手管または座金を通電抵
抗発熱溶接する際に、少なくとも手管または座金の溶接
個所に対応する樹脂層領域を冷却する工程を備えたこと
を特徴とするラミネート缶体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はラミネート缶体の製
造方法に係わり、詳しくは、鋼板の内面に熱可塑性樹脂
層を形成してなるラミネート鋼板製缶体への手管または
座金の溶接工程を備えたラミネート缶体の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般缶用途の大型缶分野において、生産
性や省エネルギーの観点から各種ラミネート鋼板を使用
した高耐食缶を製造する試みがなされている。このよう
な大型缶(例えば18L缶、ペール缶など)では多くの
場合、缶の持ち運び等の目的から缶胴又は天板に手管又
は座金が取り付けられる。これらの手管や手管を取り付
けるための座金は、缶外面に通電抵抗発熱溶接される。
このため、熱可塑性樹脂層を有するラミネート鋼板で
は、手管または座金の溶接個所に対応する缶内面の樹脂
層が抵抗発熱により損傷を受ける。従来の技術では、特
開平7−232731号公報に缶内面の樹脂の熱損傷部
をエポキシ系の塗装焼き付けで補修する技術が開示され
ている。しかし、この方法では塗料等の補修が必要とな
りコストアップとなるだけでなく、塗料からの溶出物な
どの懸念も残る。さらに、手管の取付部が缶胴部となる
場合は、溶接補修部の性能が耐食性に影響を及ぼし、缶
体としてラミネート樹脂層の耐食性能を得られないとい
う問題点や、補修可能な範囲に熱損傷を抑制するため樹
脂層の薄膜化が難しいという問題点も懸念される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、ラミネー
ト缶体への手管または座金の溶接工程を備え、該溶接個
所に対応する缶内面の樹脂層の補修が不要で、かつ樹脂
層の薄膜化が可能なラミネート缶体の製造方法を提供す
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の課
題を解決すべく鋭意検討を行った結果、以下の知見を得
た。すなわち、ラミネート缶体の製造において、ラミネ
ート鋼板製缶体に手管や座金などを通電抵抗発熱溶接す
る際に、溶接個所に対応する缶内面の樹脂層領域を冷却
することにより、該樹脂層の熱損傷を軽減することがで
きる。
【0005】本発明はかかる知見に基づきなされたもの
であり、以下の構成を有することを特徴とする。
【0006】すなわち、本発明は、鋼板の内面に熱可塑
性樹脂層を形成してなるラミネート鋼板製缶体に、手管
または座金を通電抵抗発熱溶接する際に、少なくとも手
管または座金の溶接個所に対応する樹脂層領域を冷却す
る工程を備えたことを特徴とするラミネート缶体の製造
方法を提供する。
【0007】なお、本発明の製造方法においては、前記
冷却工程として、通電溶接時に手管または座金の溶接個
所に対応する樹脂層領域に80℃以下の金属体を接触さ
せる工程、液体を接触させる工程、気体または液体を噴
射する工程のいずれかを備えることが好ましい。
【0008】ここで、「缶体に手管または座金を通電抵
抗発熱溶接する」とは、缶胴、天板など缶体の任意の個
所への通電抵抗発熱溶接を含むことを意味する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明におけるラミネート缶体の
製造方法は、手管または座金をラミネート缶体に通電抵
抗発熱溶接する工程を備える。
【0010】本発明により手管または座金が取り付けら
れるラミネート缶体は、熱可塑性樹脂層が鋼板上に形成
された表面処理鋼板を素材に用い、該樹脂層が缶内面と
なるようにして缶胴、天板及び地板を形成してなるもの
である。
【0011】図7は、本発明により製造されるラミネー
ト缶体の素材であるラミネート鋼板の一形態を示し、缶
内面となる鋼板1の片面上に熱可塑性樹脂層2が形成さ
れている。
【0012】本発明の鋼板用素材としては、好ましくは
厚さ0.26〜0.5mmの鋼板に表面処理を施した表
面処理鋼板を用いる。表面処理の種別については特に制
限はないが、通電加熱時に過剰発熱を生じにくい、すな
わち、表面の接触電気抵抗の低い表面処理鋼板が好まし
い。具体的には、表層のクロムオキサイド層又はクロム
水和酸化物層が金属クロム換算で15mg/m2以下の
非錫系表面処理(表面処理層に錫を含有しない)鋼板
や、金属錫を0.1g/m2以上含有する錫系の表面処
理鋼板が望ましい。
【0013】本発明のラミネートフィルム用熱可塑性樹
脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リメチルペンテンなどのオレフィン系樹脂、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポ
リエステル系樹脂、ナイロン系樹脂等が挙げらる。ま
た、本発明において熱可塑性樹脂層は単層でもよいし、
同種または異種の熱可塑性樹脂層を2層以上積層してな
る複層でもよい。耐食性およびコストの観点から、好ま
しくは樹脂層の総膜厚が15〜80μmの範囲となるよ
うに、表面処理鋼板上に熱可塑性樹脂層をラミネートす
る。
【0014】本発明により製造されるラミネート缶体に
は、手管または座金が付設されている。
【0015】図5は本発明により製造されたラミネート
缶の一形態を示し、座金7が天板9に付設されている。
また、図6は本発明により製造されたラミネート缶の他
の形態を示し、手管6が缶胴8に付設されている。本発
明において、座金または手管は通電抵抗発熱溶接により
ラミネート缶体に付設され、この通電抵抗発熱溶接は、
例えば座金溶接用のプロジェクション溶接機などを用い
て公知の方法で行うことができる。
【0016】本発明のラミネート缶体の製造方法は、手
管または座金を通電抵抗発熱溶接する際に、少なくとも
手管または座金の溶接個所に対応する樹脂層領域を冷却
する工程を備える。通電溶接時に該樹脂層領域を冷却す
ることにより、抵抗発熱による樹脂層の損傷が抑制さ
れ、樹脂に孔空が生じたり、樹脂表面に凹凸が生ずるの
を防止することができる。
【0017】手管または座金の溶接個所に対応する樹脂
層領域の冷却は、この樹脂層領域の表面温度が融点以下
となるように行い、冷却面積はナゲット生成部を中心に
1cmφ以上であることが好ましい。そして、冷却工程
としては、例えば、以下の方法を挙げることができる。
【0018】すなわち、手管または座金の通電溶接時
に、溶接個所に対応する樹脂層領域であって、ナゲット
生成部を中心に1cmφ以上の範囲に気体を吹き付け、
あるいは液体を噴霧し、該樹脂層表面の温度が融点以下
となるようにする。ここで、冷却に用いる気体および液
体は特に限定されるものではなく、例えばそれぞれ空
気、水を挙げることができる。
【0019】あるいは、該樹脂層領域に水などの液体を
含ませた耐熱布や多孔質体を接触させ、樹脂層表面の温
度が融点以下となるようにする。
【0020】あるいは、該樹脂層領域に金属体を接触さ
せ、樹脂層表面の温度が融点以下となるようにする。金
属体は、例えばその内部を液体が流れる構造になってい
るなど、それ自体を冷却する手段を有し、金属体温度を
一定に保つことができる。なお、金属体の温度は80℃
以下であることが好ましい。金属体温度が80℃を超え
ると冷却効果が低減し、充分な熱損傷の抑制効果が得ら
れない。また、金属体の材質は特に限定されるものでは
なく、例えば、鋼、銅等を挙げることができる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の効果を各冷却手段に基づき具
体的に説明する。
【0022】まず、片面ラミネート鋼板の非ラミネート
面に一定条件のレーザー照射を行うことにより座金溶接
相当の入熱を与え、その際の樹脂層の損傷の程度を実験
例として評価した。
【0023】[実験例]サンプルとして、板厚0.26
〜0.4mmのテインフリースチール板(TFS板)の
片面に、表1記載の樹脂種からなるフィルムを樹脂層の
総膜厚が20〜70μmの範囲で1層または2層(接着
層と、該接着層上に形成された母層)にラミネートした
ものを使用し、樹脂層表面の冷却手段として以下の方式
1〜4を用いた。
【0024】 方式1:樹脂層表面にエアーを吹き付ける方法 方式2:樹脂層表面に水を噴霧する方法 方式3:樹脂層表面に水を含んだ耐食布を接触させる方
法 方式4:樹脂層表面に15〜30℃の金属体を接触させ
る方法 図1は、本発明で用いる冷却手段の例として、上記方式
1または2を用いた場合の本発明効果を評価するための
実験例を示す図である。図1において、鋼板1にレーザ
ー装置(三菱ML806T3)(図示せず)からレーザ
ーを0.1秒照射する際、レーザー照射個所に対応する
樹脂層2の表面領域に、エアーまたは水を噴射装置3か
ら噴射させることにより樹脂層を冷却した場合の該樹脂
領域の損傷程度を評価した。照射強度については、実機
の座金のプロジェクション溶接部と同等の入射状態にな
るように設定した。なお、かかるレーザーの照射条件は
下記図2〜4に示す実験例において同様である。
【0025】図2は、本発明で用いる冷却手段の他の例
として、上記方式3を用いた場合の本発明効果を評価す
るための実験例を示す図である。図2において、レーザ
ーを照射する際、該照射個所に対応する樹脂層2の表面
領域に水を含んだ耐熱布4を接触させることにより冷却
した場合の該樹脂領域の損傷程度を評価した。
【0026】図3は、本発明で用いる冷却手段の他の例
として、上記方式4を用いた場合の本発明効果を評価す
るための実験例を示す図である。図3において、レーザ
ーを照射する際、該照射個所に対応する樹脂層2の表面
領域に、15〜30℃の鋼製ブロックを接触させること
により冷却した場合の該樹脂領域の損傷程度を評価し
た。
【0027】(比較例)なお、比較実験例として、図4
に示すように冷却工程を用いない場合、また、方式4に
おいて100℃の金属体を用いた場合の樹脂層の損傷程
度について評価した。
【0028】評価結果を表1に示す。
【0029】なお、評価基準は以下の通りである。
【0030】評価基準 1.樹脂層の孔空の評価 5%硫酸銅溶液にサンプルを浸漬し、着色の有無により
孔空を判断した。
【0031】2.樹脂層の損傷 樹脂表面を金蒸着後、電子顕微鏡(SEM)で観察し、
表面の凹凸の有無(表面の荒れの有無)を判断した。
【0032】 ○○:孔空無し、かつ、凹凸無し ○:孔空は無いが、凹凸有り ×:孔空有り
【0033】
【表1】
【0034】表1の比較例に示すように、入熱時に樹脂
表面を冷却しない場合においては、樹脂種にはほとんど
依存せず、膜厚が約70μm以下の樹脂層では熱損傷に
よる孔空を生じた。また、膜厚が80μmを超える樹脂
層では、孔空は生じないものの樹脂表面に凹凸を生じる
ことが判明した。
【0035】一方、表1の本発明実験例に示すように、
入熱時に樹脂層表面を冷却する場合においては、膜厚が
15μm以上の樹脂層では孔空を生じることがなく、さ
らに膜厚が50μm以上の樹脂層では、樹脂表面の凹凸
もほとんど生じないことが判明した。従って、天板など
缶内容物が常には接触しない部分のラミネート層に、厚
さ15μm程度の熱可塑性樹脂層が用いられている場合
や、缶胴など缶内容物が常時接触する部分に、厚さ50
μm程度の熱可塑性樹脂層が用いられている場合にも、
本発明の製造方法を用いることにより、ラミネート缶体
に座金又は手管を付設することが可能であり、補修の必
要性もない。
【0036】次いで、実機を用いての通電抵抗発熱溶接
による樹脂層の熱損傷性評価を実施例として説明する。
【0037】[実施例]サンプルとして、厚さ0.32
mmのTFS板の片面に、表2記載の樹脂種からなるフ
ィルムを樹脂層の総膜厚が16〜30μmの範囲となる
ようにラミネートしたものを使用し、座金の通電抵抗発
熱溶接による樹脂層の熱損傷性を評価した。樹脂層表面
の冷却手段として方式4を用いた。溶接条件は下記の通
りである。
【0038】 装置:National Hi-MAX 1000 加圧:2.0kg/75mmφ 出力:330V なお、本溶接条件で溶接した、座金−鋼板についてテア
試験を行ったところ、破壊部は、いずれも座金の入熱部
または鋼板の入熱部であり、正常な溶接強度が得られて
いることを確認した。また、ラミネート鋼板に圧接され
る座金の加工部は、図8に示すように先端が半径2mm以
下の鋭い形状に加工されたものを用いた。
【0039】熱損傷性の評価結果を表2に示す。評価基
準は上記の通りである。
【0040】
【表2】
【0041】表2記載の実施例(No.3、4)および比
較例について、剥離試験後溶接部断面の顕微鏡写真を図
9および図10に示す。
【0042】表2および図9、10に示すように、座金
溶接時に樹脂層表面を冷却することにより、膜厚16μ
m以上の樹脂層では孔空を生じず、膜厚50μmの樹脂
層では樹脂層表面の凹凸も生じなかった。これは上記実
験例の結果とも一致する。一方、座金溶接時に樹脂層表
面を冷却しない場合には、膜厚30μmの樹脂層におい
て、溶接部が座金/天板界面で剥離するような弱溶接条
件でも、孔空が認められた。
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、缶内面に熱可塑性樹脂
層を有するラミネート鋼板製缶体に手管または座金を付
設する際の樹脂層の熱損傷が抑制される。また、これに
より缶内面の樹脂層の熱損傷部の補修が不要となり、か
つ樹脂層の薄膜化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】樹脂層表面の冷却手段の一例としてエアーブロ
ー又は水噴射を用いた場合の熱損傷性評価方法の説明
図。
【図2】樹脂層表面の冷却方法の他の例として水含浸布
を樹脂面に接触させた場合の熱損傷性評価方法の説明
図。
【図3】樹脂表面の冷却手段の他の例として鋼製ブロッ
クを用いた場合の熱損傷性評価方法の説明図。
【図4】樹脂表面を冷却しない場合の熱損傷性評価方法
の説明図。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係るラミネート缶
体を示す斜視図。
【図6】本発明の第2の実施の形態に係るラミネート缶
体を示す斜視図。
【図7】同ラミネート缶体の素材の一例を示す斜視図。
【図8】同ラミネート缶体に圧接される座金を示す縦断
面図。
【図9】剥離試験後の溶接部断面を示す顕微鏡写真であ
って、フィルム冷却有りのもの。
【図10】剥離試験後の溶接部断面を示す顕微鏡写真で
あって、フィルム冷却無しのもの。
【符号の説明】 1,11…鋼板(TFS板)、2…熱可塑性樹脂層、3…
エアー吹き付け器(又は水噴霧器)、4…水含浸布、5
…鋼製ブロック、6…手管、7,10…座金、8…缶
銅、9…天板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大庭 直幸 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 森 慎一郎 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 渡辺 豊文 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 3E062 AA05 AC03 HC07 HD10 JA07 JB22 JC02 JC07

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板の内面に熱可塑性樹脂層を形成して
    なるラミネート鋼板製缶体に、手管または座金を通電抵
    抗発熱溶接する際に、少なくとも手管または座金の溶接
    個所に対応する樹脂層領域を冷却する工程を備えたこと
    を特徴とするラミネート缶体の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の製造方法において、前
    記冷却工程として通電溶接時に手管または座金の溶接個
    所に対応する樹脂層領域に80℃以下の金属体を接触さ
    せる工程を備えたことを特徴とするラミネート缶体の製
    造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の製造方法において、前
    記冷却工程として通電溶接時に手管または座金の溶接個
    所に対応する樹脂層領域に液体を接触させる工程を備え
    たことを特徴とするラミネート缶体の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の製造方法において、前
    記冷却工程として通電溶接時に手管または座金の溶接個
    所に対応する樹脂層領域に気体または液体を噴射する工
    程を備えたことを特徴とするラミネート缶体の製造方
    法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011018581A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Suzuki Motor Corp 燃料電池システム用消音器及びその製造方法
TWI547337B (zh) * 2013-01-29 2016-09-01 大日製罐股份有限公司 熔接罐體、熔接罐、熔接罐體之製造方法及熔接罐之製造方法

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