JP2001072060A - 金属缶溶接部補修フィルム - Google Patents
金属缶溶接部補修フィルムInfo
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Abstract
境特性、防錆性の問題を解決し、さらに耐衝撃性、密着
性等にも優れた金属缶溶接部の補修用ポリエステルフィ
ルムを提供する。 【解決手段】 固有粘度(IV)が0.50〜0.8
0、融点(TmA )が180〜245℃、熱融着性を有
するポリエステルAから片方の表面が構成され、融点
(TmB )がTmA +10℃以上であるポリエステルB
からもう一方の表面が構成された積層構造のフィルムで
あって、フィルム全厚みが5〜100μmであり、20
0℃で3分間加熱後におけるフィルムの熱収縮率がいず
れの方向においても15%以下であることを特徴とする
金属缶溶接部補修フィルム。
Description
修に使用される熱融着性ポリエステルフィルムに関す
る。詳しくは、本発明は、金属缶の製缶過程において、
溶接後に表面保護層から露出した金属板の腐食防止目的
あるいは金属溶出防止目的のために被覆される補修用の
フィルムに関するものである。
わず保存容器として幅広い用途に使用されている。金属
製溶接缶の缶材表面はそのままで用いられることは少な
く、例えば塗料塗布やフィルム貼り合わせにより、缶内
外面を錆び、傷、汚れ等から保護するための表面処理が
施されている。
の3ピーススチール缶の製缶工程では、まずスチール鋼
板に表面保護処理がなされる。これらの処理方法として
は、塗料の塗布や樹脂フィルムを接着剤あるいは熱融着
によりラミネートする方法が挙げられる。表面処理のな
されたスチール鋼板を所望のサイズに切断し、次いで切
り出されたスチール鋼板から溶接により円筒状の缶胴部
を製造し、その後、缶胴上下に缶蓋を巻き締めて缶体を
製造している。
は、缶銅部の溶接後に下地のスチール鋼鈑が露出するこ
とが避けられないという問題を有している。具体的には
溶接後、溶接貼り合わせ部近傍の幅約数ミリ程度の部分
には、保護処理層がのっておらず、下地のスチールが露
出した状態となってしまう。そのままの状態では缶内容
物あるいは外気との接触により露出したスチールが腐食
してしまうため、現状では、腐食防止処理として、エポ
キシ・フェノール系塗料、塩化ビニル系オルガノゾル塗
料等の有機系塗料を用いた補修塗装が缶胴製造後に実施
されている。
修塗装にも幾つかの問題点がある。すなわち、補修塗装
処理を実施しても、ピンホール状の塗装欠陥が発生する
場合があるため、さらに塗料塗布量や塗装回数を増加し
て対処しているが、塗装欠陥の発生を皆無にすることは
極めて困難であり、現状の溶接金属缶は耐腐食性の点で
大きな問題を有している。
焼き付け工程で発生する溶剤の回収設備が必要で、製造
設備コストの観点から負担が大きいことや、焼き付け工
程に要するエネルギー消費量が極めて大きいことなどの
問題がある。さらに近年、エポキシ/フェノール樹脂や
塩化ビニル系オルガノゾル塗料等の有機系塗料は、ユー
ザー等に敬遠されつつあり、製缶メーカーではその使用
を控えようとする動きも出始めている。
料である水性塗料、紫外線硬化型塗料、粉体塗料等など
の脱有機溶剤型塗料あるいは脱ハロゲン系塗料の検討も
盛んになされている。しかし従来の有機系塗料のような
保護性能を有する塗料は未だに開発されていないのが現
状である。また有機系塗料剤は、一般的に缶内容物から
の吸着物質が多く、缶内容物の減味問題、すなわちフレ
ーバー適性に劣るという大きな欠点も有している。
みなされたものであって、その解決課題は、従来の塗布
型補修剤では達成し得なかった環境特性、防錆性の問題
を解決し、さらに耐衝撃性、密着性等にも優れた金属缶
溶接部の補修用ポリエステルフィルムを提供することに
ある。
に鑑み鋭意検討した結果、特定の物性を有するポリエス
テルフィルムを用いた場合、上述の課題を解決できるこ
とを見いだし、本発明に至った。すなわち、本発明の要
旨は、固有粘度(IV)が0.50〜0.80、融点
(TmA )が180〜245℃、熱融着性を有するポリ
エステルAから片方の表面が構成され、融点(TmB )
がTmA +10℃以上であるポリエステルBからもう一
方の表面が構成された積層構造のフィルムであって、フ
ィルム全厚みが5〜100μmであり、200℃で3分
間加熱後におけるフィルムの熱収縮率がいずれの方向に
おいても15%以下であることを特徴とする金属缶溶接
部補修フィルムに存する。
本発明の金属缶溶接部補修フィルムは、例えば、ジカル
ボン酸とジオールの縮重合で得られるポリエステル、あ
るいはジカルボン酸とジオールから縮重合により得られ
たポリエステルの混合物等の低融点ポリエステルAから
片方の表面が構成され、もう一方の表面は、ポリエステ
ルAよりも高融点のポリエステルBより構成された積層
構造を有するものである。
としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、
2,6−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸。セバシ
ン酸、デカンジカルボン酸、アゼライン酸、ドデカジカ
ルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げら
れ、ジオール成分としては、エチレングリコール、ブタ
ンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、1,4−シクロヘキサンジメタノール、デカンジオ
ール、2−エチル−2−ブチル−1−プロパンジオール
などが挙げられる。これらのうち、3種類以上のジカル
ボン酸やジオールの共重合体や、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール
等のモノマーやポリマーとの共重合体であっても構わな
い。
ポリエステルAの融点(TmA )は、180〜245℃
であり、好ましくは200〜245℃、さらに好ましく
は220〜245℃である。当該ポリエステルの融点が
180℃未満の場合、缶を被覆後に印刷工程等の加熱工
程が入る場合、フィルムの耐熱性が不足するため、加熱
によって補修フィルムが変形したり、剥離したりする場
合があるため好ましくない。また融点が245℃を超え
る場合には、缶内外表面に塗装された塗料面、印刷面、
ラミネートされた保護用樹脂フィルム、露出缶材への十
分な熱接着性を持ち得ないので好ましくない。
構成するポリエステルAは、上記融点を有するととも
に、熱融着性を有する必要がある。本発明における熱溶
融性とは、当該ポリエステルのガラス転移温度+60℃
以上の温度に加熱し、目的の被着体、例えば缶胴内面や
缶胴溶接部に加圧密着させた後、室温付近まで降温して
も、被着体に対して密着した状態で継続することを言
う。
は、0.50〜0.80の範囲である。IVが0.80
を超えると、密着性、段差追従性が著しく低下する場合
があるため好ましくない。IVが0.50未満である
と、耐衝撃性、耐熱性が著しく低下するため好ましくな
い。一方、本発明のフィルムのもう一方の表面を構成す
るポリエステルBの融点(TmB )は、TmA +10℃
以上であり、好ましくはTmA +15℃以上、さらに好
ましくはTmA +20℃以上である。TmB がTmA +
10℃未満であると、十分に密着性を確保するためにT
mA 付近でラミネートした場合、ポリエステルBにより
構成される表面がラミネ−ターのロールに粘着したり、
補修フィルム表面に皺や傷が発生する場合があるため好
ましくない。
(A層)の厚みdA とポリエステルBにより構成される
層(B層)の厚みdB の比(dA /dB )は、0.5〜
50の範囲であり、好ましくは0.7〜30の範囲であ
る。厚み比が0.5未満であると、熱ラミネート処理に
より金属缶溶接跡の段差形状に十分追従して密着でき
ず、結果として耐衝撃性、防錆性、耐熱性に劣る場合が
あるので好ましくない。一方、厚み比が50を超える
と、耐衝撃性、耐レトルト性に劣るため好ましくない。
発生する缶材露出部を補修するために、露出部上に被覆
される。本発明のフィルムの全厚みは、5〜100μm
であり、好ましくは15〜75μmである。全厚みが5
μm未満であると耐衝撃性が不十分であるし、100μ
mを超えると、缶溶接部に存在する段差に追従して密着
しない場合があるので好ましくない。
熱したときのフィルムの熱収縮率(%)がフィルム面内
のいずれの方向においても15%以下であり、好ましく
は10%以下、より好ましくは5%以下である。熱収縮
率(%)が15%を超えると、フィルムの溶接部段差へ
の追従性が低下したり、加熱後に密着性が著しく低下し
剥離する場合があるため好ましくない。
フィルムに滑り性が付与されることが好ましい。ポリエ
ステルフィルムが含有する粒子径に特に制限はないが、
一般的に平均粒子径が0.01〜5.0μmであり、さ
らには0.02〜2.5μmであることが好ましい。ま
た、滑剤粒子の配合量は、通常0.01〜1.0重量%
であり、0.1〜0.8重量%がさらに好ましい。粒子
は無機系、有機系の如何を問わないが、コストの観点か
ら無機系が好ましい。
両面あるいは片面に塗布したり、樹脂フィルムを接着剤
や熱融着によりラミネートしたり、溶融した熱可塑性樹
脂を金属板の両面あるいは片面にキャスト処理した後、
金属板を所望のサイズに切断し、溶接により製缶された
もの、例えば、飲料缶に代表される食品缶詰缶等、ペー
ル缶、ブリキ板製18L缶、鋼製ドラム等の補修フィル
ムとして好適である。
く、一般的に製缶に供される金属材料であれば構わず、
例えば、ブリキ、TFS(チンフリースチール)、アル
ミニウム等が挙げられる。また、金属缶の溶接方法に特
に制限はなく、従来用いられている方法で構わず、また
ここで言う溶接缶とは、溶接後に缶材の露出があり、補
修を必要とするものなら構わない。また、缶胴貼り合わ
せを接着剤により行う金属缶であっても、缶材の露出が
ある場合は本発明の補修フィルムが好適に使用される。
ない限り、その製造法については特に限定されない。一
般的には、まず原料ポリエステルを押出機にて溶融し
(積層構造とする場合は、この段階で共押出することが
好ましい)、Tダイより押し出した後、冷却ロールにて
急冷し非晶性シートとし、次いで原料ポリエステルのガ
ラス転移温度以上に加熱した後、縦延伸、横延伸と逐次
延伸あるいは同時延伸する成形方法が生産性の観点から
適している。
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、これら
の例に何ら限定されない。なお、本発明のフィルムの評
価方法および原料の製造方法は以下のとおりである。 (1)塗料塗布型スチール板溶接サンプルの作製 200mm角に切り出した厚み0.2mmのスチール板
の片面に、飲料缶内面用途に使用されているエポキシ樹
脂系熱硬化性塗料(主剤:数平均分子量5000のBP
A型エポキシ樹脂、架橋剤:レゾールフェノール系樹
脂)をロール塗装した後、熱風オーブン中230℃にて
2時間熱硬化させた。このスチール板2枚をコート面と
非コート面を約10mm重ね合わせた状態で電気溶接す
ることによって高さ、70〜100ミクロンの段差を有
し、段差を中心に4.0〜5.0mmの幅でスチール材
が露出したサンプル板を作製した。 (2)樹脂フィルム貼り合わせ型スチール板溶接サンプ
ルの作製 テレフタル酸とエチレングリコールを重縮合したポリエ
ステル樹脂(融点255℃)を、290℃で押出し、7
0℃の冷却ドラムで急冷して未延伸フィルムを得た。次
いで、この未延伸フィルムを110℃で縦方向に3.7
倍延伸し、120℃で横方向に4.0倍延伸した後、2
20℃にて熱固定処理することによって、厚み25μm
の二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを得
た。
0.2mmのスチール板に得られたフィルムをウレタン
樹脂系接着剤を使用して貼り合わせた後、熱風オーブン
中、150℃にて6時間熱処理した。このスチール板2
枚をコート面と非コート面を約10mm重ね合わせた状
態で溶接することによって高さ、70〜100ミクロン
の段差を有し、段差を中心に4.0〜5.0mmの幅で
スチール材が露出したサンプル板を作製した。 (3)補修フィルムのラミネート 幅10mm×長さ20mmのテープ状にフィルムサンプ
ルをカットした後、前述のラミネ−ター装置にて、上記
(1)および(2)で得られたスチール溶接サンプル
およびの両方に対して溶接加工部を被覆するようにテ
ープ位置を合わせてラミネートした。テフロンによる表
面加工の施された上下2本の金属ロールを有するラミネ
ート装置にて、貼り合わせ速度1m/分、ロール圧力
0.3MPaとしてスチール板に加圧密着した。
0)はサンプルおよびについて実施した。 (4)密着性 補修フィルムを被覆済みのサンプル板を溶接方向に対し
て垂直方向に、被覆面が凹となるように、90度折り曲
げた後、元に戻し、屈曲部のフィルム剥離状況に応じて
下記の2段階評価を実施し、接着性とした。
否かを、得られた試料片の断面を光学顕微鏡で観察し
て、下記基準にて評価した。
てデンツ加工を施し、缶外からの衝撃への補修フィルム
の耐性指標とした。撃芯先端Rは3/16インチ、落下
距離は20cmおよび40cmの2種、落錘質量は50
0gの条件で実施した。試験後、被覆フィルム表面の状
態(剥離、クラック等)を電子顕微鏡により観察し、下
記基準で評価した。
い △:落下距離20cmでは良好だが、40cmでは僅か
なクラックが認められる ×:いずれの落下距離でも剥離、クラックが認められる (7)耐熱性 補修フィルム被覆面に、耐衝撃性評価と同条件でデンツ
加工した後、熱風オーブン中で210℃および180℃
において5分の熱処理を施した後、デンツ凹部のフィル
ムの密着状態を観察、確認した。
められない △:180℃では密着性良好だが、200℃ではフィル
ムに一部剥離が認められる ×:いずれの熱処理温度においてもデンツ部のフィルム
が剥離する (8)補修フィルムの融点 パーキンエルマー社製のDSC−1型で、10℃/分の
昇温速度で得られた結晶融解による吸熱ピーク温度を融
点とした。 (9)極限粘度[η] ポリマー1gをフェノール/テトラクロロエタン=50
/50(重量比)の混合溶媒100ml中に溶解し、3
0℃で測定した。 (10)耐腐食性 補修フィルムを被覆したサンプル板を、5%NaCl水
溶液に入れたビーカー中で30℃で1ヶ月保存した後に
補修フィルム被覆部下のスチール材の腐食状態を観察し
た。 (11)フィルム厚み フィルムの断面を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察
し、厚みを測定した。 (12)レトルト処理 フィルム被覆面に、耐衝撃性評価と同条件でデンツ加工
し、次いで120℃、30分のレトルト処理を施した
後、デンツ凹部のフィルムの密着状態を観察、確認し
た。
を、200℃の熱風オーブン中で3分間加熱した後の、
長手方向に縮んだ寸法変化量(Lmm)を測定し、下記
式から算出した。
本ずつガラス瓶に充填し、フィルムサンプル(200m
m×10mm)を1本に2枚づつ入れた後、密栓した。
37℃で3ヶ月保持した後、開栓し、香り、味変化の官
能検査を実施した。
エチレングリコールを重縮合したポリエステルa(融点
223℃)とテレフタル酸とエチレングリコールから重
縮合したポリエステル樹脂b(融点255℃)を、別々
に溶融し、直前に流路を合わせてTダイから290℃で
共押出し、70℃の冷却ドラムで急冷して未延伸フィル
ムを得た。
3.5倍延伸し、120℃で横方向に3.7倍延伸した
後、235℃にて熱固定処理することによって、ポリエ
ステルA層(ポリエステルa由来)厚み20μm、ポリ
エステルB層(ポリエステルb由来)厚み5μm、総厚
み25μmのフィルムを得た。得られたフィルムの熱収
縮率は、2.5%であった。
に裁断した後、ポリエステルA層面とスチール板溶接部
を重ね合わせ、上下ロール温度235℃の条件でラミネ
ートした。溶接サンプル板およびともに、密着性、
耐衝撃性、耐熱性、段差追従性、耐レトルト性に優れて
おり、1ヶ月後も被覆部に腐食は観察されなかった。官
能検査の結果、味、香りともに変化がなかった。
フタル酸78モル%、イソフタル酸22モル%としたポ
リエステル樹脂c(融点205℃)を使用し、ロール温
度210℃とした以外は実施例1と同様にし、フィルム
を得た。得られたフィルムの平均熱収縮率は、3.0%
であった。溶接サンプル板およびともに、密着性、
耐衝撃性、耐熱性、段差追従性、耐レトルト性に優れて
おり、1ヶ月後も被覆部に腐食は観察されなかった。
フタル酸90モル%、イソフタル酸10モル%としたポ
リエステル樹脂d(融点235℃)を使用し、ロール温
度を240℃とした以外は実施例1と同様にし、フィル
ムを得た。得られたフィルムの熱収縮率は、3.2%で
あった。溶接サンプル板およびともに、密着性、耐
衝撃性、耐熱性、段差追従性、耐レトルト性に優れてお
り、1ヶ月後も被覆部に腐食は観察されなかった。
ナフタレンジカルボン酸とエチレングリコールから重縮
合したポリエステル樹脂e(融点259℃)を使用した
以外は実施例1と同様にし、フィルムを得た。得られた
フィルムの平均熱収縮率は、3.0%であった。溶接サ
ンプル板およびともに、密着性、耐衝撃性、耐熱
性、段差追従性、耐レトルト性に優れており、1ヶ月後
も被覆部に腐食は観察されなかった。
層の厚みを下記表1に記載した値とした以外は実施例1
と同様にし、フィルムを得た。溶接サンプル板および
ともに、密着性、耐衝撃性、耐熱性、段差追従性、耐
レトルト性に優れており、1ヶ月後も被覆部に腐食は観
察されなかった。
フタル酸96モル%、イソフタル酸4モル%からなるポ
リエステルf(融点248℃)を使用し、ポリエステル
樹脂bの代りに、ポリエステル樹脂e(融点260℃)
を使用し、ロール温度255℃とした以外は実施例1と
同様にし、フィルムを得た。溶接サンプル板および
ともに、密着性、耐熱性、耐レトルト性、段差追従性が
劣っていた他、1ヶ月後には被覆部下に黒い点(=腐
食)が観察された。
エステル樹脂a(融点223℃)を使用した以外は、実
施例1と同様にし、フィルムを得た。溶接サンプル板
およびともに、フィルムがロールに粘着してしまうた
めにラミネートすることができなかった。
外は実施例1と同様にし、フィルムを得た。溶接サンプ
ル板およびともに、密着性、段差追従性、耐熱性、
耐レトルト性が劣っており、1ヶ月後には被覆部下に黒
い点(=腐食)が観察された。
実施例1と同様にし、フィルムを得た。耐衝撃性、耐レ
トルト性が劣っていたうえ、1ヶ月後には被覆部下に黒
い点(=腐食)が観察された。 比較例5 実施例1において、ポリエステルA層5μm、ポリエス
テルB層20μm、総厚み25μmとした以外は実施例
1と同様にし、フィルムを得た。溶接サンプル板およ
びともに、密着性、耐熱性、段差追従性、耐レトルト
性が劣っていたうえ、1ヶ月後には被覆部下に黒い点
(=腐食)が観察された。
ステルB層0.5μm、総厚み50.5μmとした以外
は実施例1と同様にし、フィルムを得た。溶接サンプル
板およびともに、耐衝撃性、耐レトルト性が劣って
いたうえ、1ヶ月後には被覆部下に黒い点(=腐食)が
観察された。
ら、固有粘度(IV)が0.47のポリエステル樹脂g
を使用した以外は実施例1と同様にし、フィルムを得
た。溶接サンプル板およびともに、耐衝撃性、耐熱
性、耐レトルト性が劣っていた。
ら、固有粘度(IV)が0.82のポリエステル樹脂h
を使用した以外は実施例1と同様にし、フィルムを得
た。溶接サンプル板およびともに、密着性、段差追
従性、耐衝撃性、耐熱性、耐レトルト性が劣っていたう
え、1ヶ月後には被覆部下に黒い点(=腐食)が観察さ
れた。
8.0%としたフィルムを得た。溶接サンプル板およ
びともに、段差追従性、耐熱性、耐レトルト性が劣っ
ていたうえ、1ヶ月後には被覆部下に黒い点(=腐食)
が観察された。 比較例10 溶接サンプルおよびの溶接部に飲料缶内面用エポキ
シ樹脂系熱硬化性塗料をスプレー塗装した後、熱風オー
ブン中で180℃にて90分加熱した。
は問題無かったが、溶接サンプル板およびともに、
1ヶ月後には被覆部下に黒い点(=腐食)が観察され
た。
性、耐衝撃性、耐腐食性等に優れ、加熱やレトルト処理
によっても剥離し難く、また、ポリエステルにより形成
されるため環境特性に極めて優れており、特に金属飲料
缶などの溶接部の耐食被膜として有用であり、その工業
的価値は高い。
Claims (1)
- 【請求項1】 固有粘度(IV)が0.50〜0.8
0、融点(TmA )が180〜245℃、熱融着性を有
するポリエステルAから片方の表面が構成され、融点
(TmB )がTmA +10℃以上であるポリエステルB
からもう一方の表面が構成された積層構造のフィルムで
あって、フィルム全厚みが5〜100μmであり、20
0℃で3分間加熱後におけるフィルムの熱収縮率がいず
れの方向においても15%以下であることを特徴とする
金属缶溶接部補修フィルム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25411199A JP2001072060A (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 金属缶溶接部補修フィルム |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25411199A JP2001072060A (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 金属缶溶接部補修フィルム |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=17260387
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP2001072060A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001233334A (ja) * | 2000-02-18 | 2001-08-28 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 溶接缶胴及びその製法 |
-
1999
- 1999-09-08 JP JP25411199A patent/JP2001072060A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001233334A (ja) * | 2000-02-18 | 2001-08-28 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 溶接缶胴及びその製法 |
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