JP2001270029A

JP2001270029A - フィルム積層鋼板およびフィルム積層鋼板製容器

Info

Publication number: JP2001270029A
Application number: JP2000081335A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Wakayama; 芳男若山; Tetsuo Horiuchi; 哲雄堀内
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2001-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】曲げ、カーリング加工などの２次加工を行う
際に、フィルムと鋼板との界面で層間剥離が起こり難く
層間密着性に優れ、耐薬品性にも優れたフィルム積層鋼
板、およびこのフィルム積層鋼板製の容器を提供するこ
と。を提供すること。【解決手段】第１発明は、鋼板の片面に、２０℃にお
ける動的粘弾性が１．０×１０⁸〜３．０×１０¹⁰Ｎ／
ｍ²で、かつ、溶解性パラメーターが９以下のプラスチ
ックであり、厚さが５〜１００μｍのフィルムが積層さ
れてなるフィルム積層鋼板を要旨とし、第２発明は、こ
のフィルム積層鋼板製の容器を要旨とする。【効果】上記課題が解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルム積層鋼板
およびフィルム積層鋼板製容器に関する。さらに詳しく
は、ペール缶、１８Ｌ缶といった工業用容器の製造用に
好適に使用でき、曲げ、カーリング加工などの２次加工
を行う際に、層間剥離などの不良が起り難く、層間の密
着性に優れ、かつ耐薬品性に優れたフィルム積層鋼板、
およびこのフィルム積層鋼板製の容器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼板の防食等を目的として、鋼板
に各種のプラスチックフィルムを積層したフィルム積層
鋼板が、種々の用途分野で使用されている。これらフィ
ルム積層鋼板は、その最終用途に応じて冷間加工法によ
り所望の形状に曲げ、張出し、打ち抜き、絞り加工など
を施こしたり、場合によっては冷間加工後にかしめ加工
（カーリング加工）が施されることもある。

【０００３】このようなフィルム積層綱板の２次加工に
おいては、例えば絞り加工前の鋼板とフィルムの層間の
接着強度が良好であっても、冷間での２次加工の際に鋼
板の変形にフィルムが追随できず、フィルムと綱板との
境界面で層間剥離やフィルムの破断が起こりやすいとい
う問題があった。特にフィルム積層綱板を金属容器とし
て使用する場合には、容器に収納する内容物が酸性物質
やアルカリ性物質など多種にわたるため、フィルムの剥
離や破断の問題は、金属容器としての耐蝕性に影響す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、金属容器は、そ
の少なくとも片面に防食性、美観曲の目的で樹脂塗料が
塗布されているが、ぺ−ル缶の場合には製缶後にスプレ
ー塗装法などで一缶ごとに塗装するために効率が悪い。
塗料を高温で焼付けるために多大なエネルギーが必要
で、有機溶剤の飛散による環境悪化の問題がある。ま
た、ブロー成形性のポリエチレンなどの樹脂製の内袋を
内装したアトロン缶が使用されているが、しかし、金属
製容器内に樹脂製の内袋を装着する作業が繁雑であるば
かりでなく、コスト高となるという問題がある。

【０００５】本発明者らは、上記諸問題を一挙に解決し
た金属容器製造用綱板および金属容器を提供することを
目的として、鋭意検討の結果本発明に到達したものであ
る。すなわち、本発明の目的は、次のとおりである。１．曲げ、カーリング加工などの２次加工を行う際に、
プラスチックフィルムと鋼板との境界面で層間剥離など
の不良が起り難く層間密着性に優れたフィルム積層鋼板
を提供すること。２．耐薬品性に優れたフィルム積層鋼板を提供するこ
と。３．上記フィルム積層鋼板製の容器を提供すること。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１発明では、鋼板の片面に、２０℃にお
ける動的弾性率が１．０×１０⁸〜３．０×１０¹⁰Ｎ／
ｍ²で、かつ、溶解性パラメーターが９以下のプラスチ
ックであり、厚さが５〜１００μｍのプラスチックフィ
ルムが積層されてなることを特徴とするフィルム積層鋼
板を提供する。

【０００７】本発明の第２発明では、鋼板の片面に、２
０℃における動的弾性率が１．０×１０⁸〜３．０×１
０¹⁰Ｎ／ｍ²で、かつ、溶解性パラメーターが９以下の
プラスチックであり、厚さが５〜１００μｍのプラスチ
ックフィルムが積層されてなり、このプラスチックフィ
ルム面が内面側となるように筒状に成形されてなること
を特徴とするフィルム積層鋼板製容器を提供する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係るフィルム積層鋼板において、鋼板は金属容
器などの工業缶の缶胴、蓋などを構成するものであっ
て、その種類は特に限定されるものでなく、鋼板の耐食
性の向上と、この鋼板表面とプラスチックフィルムとの
密着性向上を目的として、鋼板表面に表面処理が施され
ているものを使用するのが好ましい。この鋼板に表面処
理を施す面は、工業缶の内表面として使用される面であ
るが、工業缶の耐食性を勘案して、外表面とされる面に
も同様に表面処理を施すのが好ましい。表面処理はメッ
キが好適で、電気ぶりき（鋼板にＳｎを０．５〜１２ｇ
／ｍ ²電気メッキした鋼板）、ＴＦＳ（ティンフリース
チール鋼板にクロムを３０〜１２０mg／ｍ²電気メッキ
した鋼板）、Ｎｉメッキした鋼板などが挙げられる。

【０００９】鋼板の厚さ、幅、長さなどに特に制限はな
いが、取扱いの容易さなどを勘案すると、厚さが０．２
〜０．６mm、幅が５００〜１０００mm程度であって、長
尺でコイル状に巻回したものが好ましい。コイル状に巻
回した鋼板の厚さは、缶内に収納する物質の特性に応じ
て上記の範囲から適宜選ぶことができる。長尺鋼板の長
さは、製造する缶の大きさ、形状に応じて、打ち抜き、
シャーリングなどにより適切な長さとすることができ
る。例えば、缶がペール缶の場合には、厚さが０．４〜
０．６mmの範囲、幅が７００〜９５０mmの範囲のものを
選び、長さをペール缶の高さに対応させた長さに打ち抜
くことができる。

【００１０】本発明に係るフィルム積層鋼板は、鋼板の
片面に、２０℃における動的弾性率が１．０×１０⁸〜
３．０×１０¹⁰Ｎ／ｍ²で、かつ、溶解性パラメーター
が９以下のプラスチックであり、厚さが５〜１００μｍ
のプラスチックフィルムが積層されてなる。本発明にお
いて「動的弾性率」とは、通常の粘弾性スペクトロメー
ターを用い、温度２０℃で、周波数１Ｈｚで引張り法に
より測定した数値を意味する。

【００１１】本発明者らの実験によれば、動的弾性率が
１．０×１０⁸Ｎ／ｍ²未満のプラスチックのフィルムを
用いると、一定形状に絞り加工したり打ち抜き加工など
のプレス加工する時に、フィルム層が伸びて剥離しやす
く、フィルム層が伸びてきれいに打ち抜けないなどの欠
点があることが分かった。また、表面が柔らかくなり、
傷が付きやすいなどの欠点もある。さらに、金属容器の
缶胴と天地板を巻締めたときに、フィルムがへたってシ
ール性が低下し、容器内に収納した液状の内溶物が洩れ
るおそれがあるなどの欠点がある。動的弾性率が３．０
×１０¹⁰Ｎ／ｍ ²を越えるプラスチックフィルムを用い
ると、かしめ加工（カーリング加工）などを施した場
合、かしめ部が剥離や破断し易い、加工により割れが発
生し易いなどの欠点がある。動的弾性率が１．０×１０
⁸〜３．０×１０¹⁰Ｎ／ｍ²の範囲のプラスチックは、上
記プレス加工時特性などの要求特性に応じて適宜選択す
ればよい。

【００１２】本発明者らの実験によれば、鋼板積層用の
プラスチックフィルムは、上記動的弾性率の外に、溶解
性パラメーターが９以下という特性を満足するプラスチ
ックのフィルムを使用する必要があることが分かった。
本発明において「溶解性パラメーター」（以下「ＳＰ
値」という）とは、分子凝集エネルギ−密度（ＣＥＤ）
の平方根で表されるその物質固有のものであり、凝集エ
ネルギー定数を使用した次の計算式、すなわち、ＳＰ値
＝ｄΣＧ／Ｍ、（この式において、ｄは密度、Ｇは疑集
エネルギー定数、Ｍは基本分子量を意味する。）により
算出することもできる。ＳＰ値が９を越えるプラスチッ
クのフィルムを使用すると、容器に収納する内容物に含
まれるアルコール類、酸類、アルカリ類などの液に侵さ
れやすく、耐食性、耐薬品性に劣るという欠点がある。

【００１３】動的弾性率およびＳＰ値について、上記範
囲を溝足するプラスチックは種々あり、例えば、ポリエ
チレン、ポルプロピレン、エチレン−プロピレン共重合
体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリ
ルエステル共重合体、アイオノマー、ポリ−４−メチル
ぺンテン−１、これらを不飽和カルボン酸またはその誘
導体などによって変性した変性ポリオレフィン系樹脂、
弗化ビニリデ゛ン、エチレン−テトラフルオロエチレン
樹脂などのフッ素系樹脂が挙げられる。上記プラスチッ
クの中では、ポリオレフィン系樹脂、不飽和カルボン酸
またはその誘導体などによって変性した変性ポリオレフ
ィン系樹脂に好適であり、中でもポリオレフィン系樹脂
は他の特性にも優れているので特に好適である。

【００１４】上記プラスチックの中では、ポリオレフィ
ン系樹脂、不飽和カルボン酸またはその誘導体などによ
って変性した変性ポリオレフィン系樹脂が特に好適な理
由は、溶接法によって缶を製造する際に有利だからであ
る。例えば１８Ｌ缶、ペール缶などの金属容器は、これ
らフィルム積層鋼板を筒状に成形した後に、端部同士を
融着、ハンダ付け、溶接したりした後に、天地板を巻締
めて成形することができる。しかし溶接缶の場合は、シ
ーム溶接に必要な部分を除外して、フィルムを積層する
必要がある。溶接接合した後、溶接熱などにより被覆が
損なわれた箇所および鋼板の表面を、熱可塑性樹脂や熱
硬化性樹脂などの塗料やテープ状フィルムで補修する必
要がある。

【００１５】変性ポリオレフィン系樹脂の基体となるポ
リオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリ−４−メチルぺンテン−１、エチレン−プ
ロピレン共重合体などが挙げられるが、特にこれらに限
定されるものではない。これらのポリオレフィン系樹脂
を変性する不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メ
タクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水イクコン酸
などが挙げられる。不飽和カルボン酸グラフ卜変性ポリ
オレフィン樹脂は、融点が１２０℃以上のもの、特に１
３０℃以上のものが好ましい。これは、通常、金属容器
に成形する前に、容器外面に相当する面に装飾用塗料を
塗装されが、塗装の焼付温度は１２０℃以上であるのが
一般的であり、融点が低いと表面が溶融してウイケット
と呼ばれる支持棒に付着してしまうなどの不都合が起る
からであり、融点が高いほど好ましい。

【００１６】鋼板積層用のプラスチックフィルムは、上
記のプラスチックを原料として製造されるが、必要に応
じて、原料プラスチックにはフィルムの特性に悪影響を
与えない種類、および量の各種の樹脂添加剤を配合する
ことができる。樹脂添加剤としては、着色顔料、滑剤、
熱安定剤、ブロッキング防止剤、耐光剤、紫外線吸収
剤、耐衝撃改良剤、防錆剤などが挙げられる。

【００１７】鋼板に積層されるプラスチックフィルムの
厚さは、５〜１００μｍの範囲で選ぶものとする。フィ
ルムの厚さが５μｍ未満であると、フィルムとして扱い
難く、耐食性にも劣り、厚さが１００μを超えると、プ
ラスチック積層鋼板を容器にする際の成形加工性に劣
り、経済的にも不利である。プラスチックフィルムの厚
さの好ましい範囲は、１０〜８０μｍである。鋼板積層
用のプラスチックフィルムは、従来から知られている製
造方法、例えば、Ｔダイやインフレーションダイを装着
した押出成形法によって製造することができる。フィル
ムは、単層でも多層であってもよい。

【００１８】鋼板の片面に上記プラスチックフィルムを
積層するには、(1)鋼板に各種接着剤を塗布して焼付け
た後に、あらかじめ調製したフィルムをラミネートする
方法、(2)あらかじめ調製したフィルムを溶融ラミネー
トする方法、などが挙げられる。これら例示は、本発明
を特に制限するものではない。溶接缶製造用のフィルム
積層鋼板の場合には、シーム溶接に必要な部分を除外し
てフィルムを積層する。

【００１９】本発明に係るフィルム積層鋼板から金属容
器を製造するには、プラスチックフィルムを積層した面
が容器の内側になるようにして、所望の形状に曲げ、張
出し、打ち抜き、絞り加工などを施こしたり、場合によ
っては冷間加工後にかしめ加工（カーリング加工）すれ
ばよい。しかし溶接缶の場合は、シーム溶接に必要な部
分を除外してフィルムを積層しているので、溶接接合し
た後、溶接熱などにより被覆が損なわれた箇所および鋼
板の表面を、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などの塗料や
テープ状フィルムで補修する必要がある。

【００２０】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に
説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り以下の記
載例に限定されるものではない。

【００２１】以下に記載の例において、各種評価試験は
次に記載の方法で評価したものである。 (1)動的弾性率：岩本製作社製の粘弾性スペクトロメー
ターＶＥＳ−Ｆ３を用い、振動周波数１Ｈｚ、温度２０
℃でシートの横方向（押出し方向に対し直角の方向）に
ついて測定した。 (2)加工性(a):以下の試験例により得られたフィルム積
層鋼板を加工して、フィルム面が内面側となるように５
５φ×３０Ｌ（Ｄ／ｄ＝Ｌ／Ｄ＝５．５）の円筒容器を
作成したときに、鋼板からのフィルム剥離がなく異常の
ないものを「○」、フィルム剥離などの異常のあるもの
を「×」と判定した。

【００２２】(3)加工性(b):上記の方法によって加工し
た、円筒絞り容器を用いて、開口部先端をかしめ機械を
使用し、かしめごまが円筒容器の周辺を０．５秒間に１
０回転する粂件で、３mmφのかしめ部を円筒容器の開口
先端部に設けた。このかしめ部のフィルムが剥離を生じ
なかったものを「○」、かしめ部のフィルムが剥離した
ものを「×」と判定した。 (4)印刷乾燥特性：以下の試験例により得られたフィル
ム積層鋼板のフィルム積層面と反対面に、エポキシ−ユ
リア系塗料を塗布し、支持棒（ウイケツト）に６０゜の
角度で立てかけた状態で、温度１２０℃で２０分間焼付
けた。このとき、フィルム面にウイケットマ−クなど外
観に異常が認められるときは「×」、外観に異常がない
場合は「○」と判定した。

【００２３】(5)補修塗料密着性：以下の試験例により
得られた円筒容器の金属が露出した部分とフィルムとに
跨つて、ポリエステル系粉体塗料（デクスターミドラン
ド社製、VECODURVP92）を塗装・焼付（最高到達温度２
３０℃）た時に、フィルムと補修塗料が十分に密着して
指で剥がせないときは「○」、密着力が弱く指で剥がせ
る程度のときは「×」と判定した。 (6)耐食性(a):以下の試験例により得られたフィルム積
層鋼板を加工して、フィルム面が内面側となるように５
５φ×３０Ｌ（Ｄ／ｄ＝Ｌ／Ｄ＝５．５）の円筒容器を
作成した。カップ内面に、ＮａＣｌを３重量％、クエン
酸を３重量％をイオン水９４重量％に溶解した酸性水溶
液を充填し、５０℃の温度で１カ月間保存した。１カ月
経過後開蓋して、容器の内壁面側を目視観察した。変化
が認められなかったものを「○」、フィルムの剥離、金
属腐蝕など異常が認められたものを「×」と判定した。

【００２４】(7)耐食性(b):上の試験(a)における酸性水
溶液を、アルキルベンゼンスルフォン酸ナトリウムの３
０重量％を溶解したアルカリ性水溶液に代えた他は、上
の試験(a)におけると同様の手順で試験し、評価した。 (8)総合評価：上記８つの評価項目を総合的に勘案し
て、実用上問題がないと判断されるものを「○」、実用
上問題があると判断されるものを「×」と、「○」と
「×」の中間のものを「△」と、それぞれ評価した。

【００２５】［実験例］厚さ０．３２mmのティンフリー
スチールの片面に、ウレタン系接着剤を塗布して焼付け
た後に、下の表−１に示す厚さ７０μｍのフィルムを、
２００℃の温度で積層した。得られたフィルム積層鋼板
について、上記の各項目の評価試験を行った。評価結果
を、表−１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】表−１より、次のことが明らかである。 (1)動的弾性率が請求項１の要件を満していても、ＳＰ
値が要件を満していないポリアミド６は、加工性には問
題ないものの、耐食性に劣る（実験例１参照）。 (2)同じく動的弾性率が請求項１の要件を満していて
も、ＳＰ値が要件を満していないポリエステルは、加工
性には問題ないものの、耐食姓に劣る（実験例２参
照）。 (3)動的弾性率が請求項１の要件を満さない、ポリ塩化
ビニルは加工性に劣る（実験例３参照）。 (4)動的弾性率およびＳＰ値が請求項１の要件を満たす
塩素化ポリエチレンは、加工注、耐食性などに問題はな
いものの印刷乾燥特性、密着性に劣り、容器用としては
使用は難しい（実験例４参照）。

【００２８】(5)動的弾性率およびＳＰ値が請求項１の
要件を満す融点１６０℃の酸変性ポリプロピレンは、全
ての評価項目について問題なかった（実験例５参照）。 (6)動的弾性率およびＳＰ値ＳＰが請求項１の要件を満
たす融点１２４℃の酸変性ポリエチレンは、印刷乾燥特
性において、少しウイケットマークが残るが実用上問題
ないレベルであり、他の評価項目について問題なかった
（実験例６参照）。 (7)動的弾性率およびＳＰ値が請求項１の要件を満たし
ても、プラスチック自体の融点が低く、酸変性ポリオレ
フィンではない、エチレン−アクリル酸共重合体樹脂
は、加工性、耐食性には問題ないものの、印刷乾燥特
性、補修塗料との密着性に若干劣る（実験例７参照）。 (8)動的弾性率およびＳＰ値が請求項１の要件を満たし
ても、プラスチック自体の融点が高くても、フィルムの
原料がフッ素樹脂の場合には、補修塗料との密着性に若
干劣る（実験例８参照）。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、以上詳細に説明したとおりで
あり、次のような特別に有利な効果を奏し、その産業上
の利用価値は極めて大である。１．本発明の第１発明に係るフィルム積層鋼板は、フィ
ルムの原料プラスチックとして、動的弾性率が１．０×
１０⁸〜３．０×１０¹⁰Ｎ／ｍ²で、かつ、溶解性パラメ
ーターが９以下のものとされているので、曲げ、カーリ
ング加工などの２次加工を行う際に、フィルムと鋼板と
の境界面で層間剥離などの不良が起り難く層間密着性に
優れている。２．本発明の第１発明に係るフィルム積層鋼板は、耐薬
品性に優れている。３．本発明の第２発明に係るフィルム積層鋼板から調製
された金属容器は、フィルムと鋼板との境界面で層間剥
離などの不良が発生し難く、耐薬品性に優れている。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６５Ｄ 65/40 Ｂ６５Ｄ 65/40 Ｄ４Ｊ０２６Ｃ０８Ｆ 255/00 Ｃ０８Ｆ 255/00 Ｃ０８Ｊ 5/18 ＣＥＲＣ０８Ｊ 5/18 ＣＥＲ // Ｃ０８Ｌ 51:00 Ｃ０８Ｌ 51:00 Ｆターム(参考） 3E061 AA16 AB05 AB13 AC09 BA02 3E062 AA04 AC03 JA07 JC06 JD06 3E086 AD30 BA04 BA13 BA15 BB74 CA29 4F071 AA15 AA20 AA21 AA84 AF05Y AF20Y BA01 BB06 BB09 BC01 4F100 AB03A AK01B AK03B AL06B BA02 DA01 DA11 GB16 JA04B JA20B JB01 JK06 JK07B YY00B 4J026 AA12 AA13 BA24 BA33 BA34 GA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼板の片面に、２０℃における動的弾性
率が１．０×１０⁸〜３．０×１０¹⁰Ｎ／ｍ²で、かつ、
溶解性パラメーターが９以下のプラスチックであり、厚
さが５〜１００μｍのプラスチックフィルムが積層され
てなることを特徴とするフィルム積層鋼板。
【請求項２】鋼板の片面に、２０℃における動的弾性
率が１．０×１０⁸〜３．０×１０¹⁰Ｎ／ｍ²で、かつ、
溶解性パラメーターが９以下のプラスチックであり、厚
さが５〜１００μｍのプラスチッフィルムが積層されて
なり、このプラスチックフィルム面が内面側となるよう
に筒状に成形されてなることを特徴とするフィルム積層
鋼板製容器。
【請求項３】プラスチックフィルムが、融点が１２０
℃以上の不飽和カルボン酸グラフト変性ポリオレフィン
系樹脂である、請求項２に記載のフィルム積層鋼板製容
器。