JP2004148324A

JP2004148324A - Method for manufacturing shear spun can made of resin coated metal

Info

Publication number: JP2004148324A
Application number: JP2002313433A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Tsuchiya; 展生土谷; Kazuhisa Masuda; 和久増田
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide amethod for manufacturing a shear spun can made of resin coated metal by which the resin layer in the mouth part of a can body is prevented from peeling. <P>SOLUTION: After a drawn cup 10 is formed by blanking a blank from a resin coated metallic sheet one or both sides of a metallic sheet 11 of which are coated with resin layers 13 (12), drawing the blank and the resin layers 13 (12) are closely adhered to the metallic sheet by heating the side wall part 15 of the drawn cup 10 or the vicinity 16 of the open end part of the cup to Tg to Tm + 50°C, the can body 20 is formed by performing necking and flanging after performing draw-shear spinning and a can-top is joined to the mouth part 23 of the can body 20 by seaming. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジュース、アルコール、水等の飲料を保持させるための樹脂被覆金属絞りしごき缶の製造方法に関し、より詳しくは、缶体フランジ部の樹脂層の耐剥離性に優れた樹脂被覆金属絞りしごき缶の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂被覆絞りしごき缶は、金属板の表面に樹脂層を被覆させた樹脂被覆金属板を絞り・しごき加工に付することによりカップ状の絞りしごき缶体に成形される。この樹脂被覆絞りしごき缶体は、その内部に内容物が充填された後、缶体口部の周縁を別に成形された円盤状等の蓋部の周縁と互いに重ね合わせて機械的に巻き締めて接合され樹脂被覆絞りしごき缶が完成される。
【０００３】
樹脂被覆絞りしごき缶の基体となる金属板としては、ティンフリースチール（ＴＦＳ）板やアルミニウム板が知られている。ティンフリースチール板やアルミニウム板の表面に熱可塑性ポリエステル系樹脂層を形成した樹脂被覆金属板を、絞り加工、曲げ・延伸再絞りしごき加工やしごき加工をして樹脂被覆絞りしごき缶を製造する方法は広く実用化されており、潤滑液を使用せずドライ状態で耐食性等の缶特性に優れた缶を製造することができる（特開平７−２７５９６１号公報参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２７５９６１号公報
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ティンフリースチール（ＴＦＳ）板やアルミニウム板等の金属はポリエステル樹脂の密着性に乏しく、特に、絞りしごき加工後に耳部を切り落とすトリミングを行いその後にフランジ部を形成すると、缶体口部の樹脂層の剥離が生じるという問題があった。特に、絞りカップにクーラントをかけながらウエットな状態でしごき成形加工し、洗浄・乾燥を行う場合には剥離が助長される場合があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、コーヒー、茶、ジュース、炭酸飲料、ビール、チューハイ等の飲料を保持させるための樹脂被覆金属絞りしごき缶の製造方法に関し、フランジ部を形成後の缶体口部の樹脂層が剥離しない、フィルム密着性、耐食性、耐錆性や外観に優れた樹脂被覆金属絞りしごき缶の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の樹脂被覆金属絞りしごき缶の製造方法は、
金属板の片面又は両面に熱可塑性樹脂層を被覆した樹脂被覆金属板からブランクを打ち抜き絞り加工により絞りカップを成形し、前記カップ側壁部の側壁部又はカップ開口端部近傍を、前記熱可塑性樹脂のＴｇ〜Ｔｍ＋５０℃に加熱処理することにより前記熱可塑性樹脂層を金属板に密着させた後、再絞りしごき加工またはしごき加工し、さらにネックキング加工及びフランジング加工を施して缶体を形成し、該缶体の缶体口部に缶蓋を巻き締め接合することを特徴とする。
絞りカップの側壁部又は開口端部近傍を、熱可塑性樹脂のＴｇ〜Ｔｍ＋５０℃で加熱することにより、絞り成形による樹脂歪みが解消ないし低減され、続く再絞りしごき加工後の総合歪みも緩和される。これにより成形後、トリミング後あるいはネッキング・フンランジング加工後の缶体口部の剥離が防止できる。
加熱温度がＴｇ未満では低温すぎて歪み緩和の効果がなく、Ｔｍ＋５０℃を超えると樹脂の酸化劣化や分解が起こり加工性が低下する。
このような製造方法において、請求項２の樹脂被覆金属絞りしごき缶の製造方法は、前記熱可塑性樹脂層のうち少なくとも金属板の缶内面側に接する樹脂層が、主として（ａ）飽和ポリエステル樹脂及び（ｂ）アイオノマー樹脂で構成される樹脂組成物層からなることを特徴とする。
このような樹脂構成とすることにより、樹脂の密着性、加工性、耐内容物性、耐食性、耐衝撃性が向上する。
また、請求項３の製造方法は、前記樹脂被覆金属板が、金属板の片面にのみ樹脂層が被覆されたものであり、この樹脂層を缶の内側になるように絞り加工により絞りカップを成形することを特徴とする。
缶外面側が金属面となる片面樹脂被覆金属板の絞りしごき成形は、通常、カップにクーラントをかけながら加工するウエット成形で行われ缶体口部の樹脂剥離が起きやすいが、本発明の製造方法を適用することにより、缶体口部の樹脂剥離を効果的に防止できる。この成形によれば、缶内面の優れた樹脂密着性、耐食性に加え、缶外面が金属鏡面光沢を有する外観性に優れた缶が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の樹脂被覆金属絞りしごき缶の製造方法の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の樹脂被覆金属絞りしごき缶の製造工程において形成される絞りカップを示す縦断面図である。
図１において、１０は絞りカップ、１１は絞りカップ１０の基体となる金属板、１２，１３は絞りカップ１０の表面に被覆された樹脂層であり、１４はカップ開口端部である。
図２は、図１に示す絞りカップ１０を絞りしごき加工後、ネックイン部及びフランジ部を形成した缶体２０を示す縦断面図である。
図２において、２１はネックイン部、２２はフランジ部である。
【０００８】
本発明においては、樹脂被覆金属絞りしごき缶は、次の一連の行程で製造される。
まず、樹脂被覆金属絞りしごき缶の素材となる樹脂被覆金属板に潤滑剤を塗布し、カッピング・プレスで樹脂被覆金属板を円板状に打抜き（ブランキング）、絞り加工法により、図１に示すような絞りカップ１０を高速で形成する。
次に、この絞りカップ１０を、プレスにより深絞り及びしごき加工し、あるいは深絞りをしないでしごき加工単独で缶胴を成形し、缶胴の上縁をトリミングし缶体口部２３を形成する。
その後、缶体口部２３を絞り縮径しネックイン部２１を形成した後、缶体口部２３をフランジ（口広げ）成形加工してフランジ部２２を形成し、図２に示すような缶体２０が形成される。このような缶体口部２３に缶蓋を巻締める等の工程を経て最終的に樹脂被覆金属絞りしごき缶が完成する。
【０００９】
（金属板）
次に、樹脂被覆金属絞りしごき缶の素材となる樹脂被覆金属板を説明する。
樹脂被覆金属絞りしごき缶１０の基体となる金属板１１としては、各種アルミニウム材、例えば３００４、３１０４等やクロム酸処理鋼板（ティンフリースチール、ＴＦＳ）、錫メッキ鋼板（ブリキ）等が使用される。
【００１０】
金属板１１の厚みは、成形後の缶強度、成形性の観点から一般に０．１５〜１．００ｍｍの範囲内にあるものが好適に用いられる。
【００１１】
（表面処理）
前述したように、金属板１１には、その表面に表面処理を施し被覆樹脂との密着性を高める処理を行うことが好ましい。
金属板１１がアルミニウム合金の場合、表面処理としては、前記金属板１１を冷間圧延し、りん酸クロメート処理、ジルコニウム系、その他の有機・無機系の表面処理を施すことができる。また、塗布型の表面処理も用いることができる。
金属板１１にりん酸クロメート処理により処理皮膜を形成させる場合、積層される樹脂フィルムの加工密着性の観点から、クロム量は、トータルクロムとして５〜４０ｍｇ／ｍ^２が好ましく、１５〜３０ｍｇ／ｍ^２の範囲がより好ましい。
金属及び酸化物を含んだトータルクロムの量が５ｍｇ／ｍ^２未満の場合には、樹脂フィルムの加工密着性が悪く、剥離を生じる場合が多く好ましくない。また、トータルクロムの量が４０ｍｇ／ｍ^２を超える場合には、経済的観点、凝集破壊発生などの観点から好ましくない。
【００１２】
表面処理被膜の形成方法として一例を挙げると、りん酸クロメート処理膜の形成は、それ自体公知の手段、例えば、金属板を、苛性ソーダで脱脂と若干のエッチングを行なった後、ＣｒＯ３：４ｇ／Ｌ、Ｈ３ＰＯ４：１２ｇ／Ｌ、Ｆ：０．６５ｇ／Ｌ、残りは水のような処理液に浸漬する化学処理により行われる。
金属板１１がブリキ、ＴＦＳの場合には、重クロム酸ソーダ溶液中での電解処理あるいは浸浸処理、あるいはクロム酸溶液中での電解処理などにより表面被膜を形成させる。
【００１３】
（樹脂層）
次に、表面処理を施した金属板１１の片面又は両面に熱可塑性樹脂を被覆し樹脂層１２，１３を形成させる。
金属板１１への樹脂層１２，１３の被覆は、公知の方法により製造することができるが、好適には、多層キャストフィルムのラミネーション、共押出コート法を用いて形成した２層の樹脂膜を金属板１１へ熱融着などで被覆する方法などが挙げられる。
例えば、多層キャストフィルムのラミネーションは、表層及び下層のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）／イソフタレート（ＩＡ）樹脂チップをそれぞれ別の押出機に入れ、加熱溶融してダイよりシート状に押出し、キャスティングドラム上で冷却固化することにより形成される。
一方、共押出コートは２台の押出機を使用し、表層及び下層のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）／イソフタレート（ＩＡ）樹脂をダイに供給し押出し、金属板１１に被覆することにより形成される。
本発明においては、多層キャストフィルムのラミネーションまたは共押出コートにより２層樹脂層とすることができ、接着剤を使用することなく強固に２層間の接着及び金属板１１への被覆が可能となって、樹脂層の加工性を向上することができる。
【００１４】
このようにして被覆形成された樹脂層１３は、それぞれの樹脂特性を生かした、表層［Ａ］と、金属板１１と接触する下層［Ｂ］とから構成される。
すなわち、結晶性飽和ポリエステル樹脂層からなる表層［Ａ］と、主として（ａ）飽和ポリエステル樹脂及び（ｂ）アイオノマー樹脂で構成される樹脂組成物層からなる下層［Ｂ］と、の２層からなる。
表層［Ａ］には耐衝撃性の高い樹脂層とすることができ、この場合は、耐疵つき性、フレーバー吸着性を向上させることができる。
下層［Ｂ］は金属板１１との密着性が良い樹脂層とすることができる。
【００１５】
前記［Ａ］結晶性飽和ポリエステル樹脂及び（ａ）飽和ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸とジヒドロキシ化合物とから誘導される構成単位から形成されている。
【００１６】
このうち［Ａ］結晶性飽和ポリエステル樹脂は、特定の２種のジカルボン酸から誘導されるジカルボン酸成分を含む共重合ポリエステルである。本発明で用いられる［Ａ］結晶性飽和ポリエステル樹脂を形成しているジカルボン酸成分は、ジカルボン酸成分を１００モル％としたときに、テレフタル酸９９〜８０モル％、好ましくは９５〜８５モル％と、イソフタル酸１〜２０モル％、好ましくは５〜１５モル％とからなっている。
【００１７】
また［Ａ］結晶性飽和ポリエステル樹脂を形成しているジヒドロキシ成分としては、具体的には、エチレングリコール、トリメチレングリコール（プロピレングリコール）、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールなどの脂肪族ジヒドロキシ化合物が挙げられる。
【００１８】
上記のような［Ａ］結晶性飽和ポリエステルは、発明の目的を損なわない範囲で、トリメシン酸、ピロメリット酸、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールメタン、ペンタエリスリトールなどの多官能化合物から誘導される構成単位を少量、たとえば２モル％以下の量で含んでいてもよい。
【００１９】
本発明で用いられる［Ａ］結晶性飽和ポリエステルは、実質上線状であり、このことは該飽和ポリエステルが、ｏ−クロロフェノールに溶解することによって確認される。
【００２０】
本発明で用いられる［Ａ］結晶性飽和ポリエステルは、ｏ−クロロフェノール中で２５℃で測定した極限粘度［η］が、それぞれ通常０．５〜１．４ｄｌ／ｇ、好ましくは０．５〜１．０ｄｌ／ｇ、さらに好ましくは０．６〜１．０ｄｌ／ｇであることが好ましい。
【００２１】
このような極限粘度［η］を有する飽和ポリエステルは、溶融成形性および絞りしごき成形性に優れるとともに耐衝撃性などの機械的強度にも優れていて好ましい。
【００２２】
本発明で用いられる［Ａ］結晶性飽和ポリエステル樹脂は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、通常５０〜１２０℃、好ましくは６０〜１００℃であり、低温結晶化温度（Ｔｃ）が、通常１３０〜２１０℃、好ましくは１４０〜２００℃であり、結晶融解温度（Ｔｍ）が、通常２１０〜２６５℃、好ましくは２２０〜２６０℃であることが望ましい。
【００２３】
上記のような組成を有する本発明で用いられる［Ａ］結晶性飽和ポリエステル樹脂は、加工性に優れているとともに、この［Ａ］結晶性飽和ポリエステル樹脂から形成される被膜は、テレフタル酸とエチレングリコールとから誘導される従来公知のポリエステル樹脂から形成される被膜に比べて、テルペン系臭気を吸着しにくく、保香性に優れている。
【００２４】
本発明において、［Ｂ］樹脂組成物層を形成する際に用いられる（ａ）飽和ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成分が、テレフタル酸またはそのエステル誘導体（たとえば低級アルキルエステル、フェニルエステルなど）からなり、ジヒドロキシ成分が、エチレングリコールまたはそのエステル形成性誘導体（たとえばモノカルボン酸エステルエチレンオキサイドなど）からなる。
【００２５】
この（ａ）飽和ポリエステルは、他のジカルボン酸および／または他のジヒドロキシ化合物から誘導される構成単位を４０モル％以下の量で含有してもよい。テレフタル酸以外のジカルボン酸としては、具体的に、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸；アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、デカンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸；シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸などが挙げられる。
【００２６】
これらのテレフタル酸以外のジカルボン酸は、そのエステル誘導体として用いてもよい。またエチレングリコール以外のジヒドロキシ化合物としては、具体的には、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、ドデカメチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどの脂肪族グリコール；シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族グリコール；ビスフェノール類、ハイドロキノン、２，２−ビス（４−β−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパンなどの芳香族ジオール類などが挙げられる。
【００２７】
これらのジヒドロキシ化合物は、そのエステル誘導体として用いてもよい。また本発明で用いられる（ａ）飽和ポリエステルは、トリメシン酸、ピロメリット酸、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリメチロールメタン、ペンタエリスリトールなどの多官能化合物から誘導される構成単位を少量、たとえば２モル％以下の量で含んでいてもよい。
【００２８】
このような（ａ）飽和ポリエステルは、実質上線状であり、このことは該飽和ポリエステルが、ｏ−クロロフェノールに溶解することによって確認される。本発明で用いられる飽和ポリエステルは、ｏ−クロロフェノール中で２５℃で測定した極限粘度［η］は、通常０．５〜１．４ｄｌ／ｇ、好ましくは０．５〜１．０ｄｌ／ｇ、さらに好ましくは０．６〜１．０ｄｌ／ｇであることが望ましい。
【００２９】
このような極限粘度［η］を有する（ａ）飽和ポリエステルは、溶融成形性および絞りしごき成形性に優れるとともに耐衝撃性などの機械的強度にも優れていて好ましい。
【００３０】
本発明で用いられる（ａ）飽和ポリエステル樹脂は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、通常５０〜１２０℃、好ましくは６０〜１００℃であることが望ましい。この（ａ）飽和ポリエステル樹脂は、非晶性であっても結晶性であってもよく、結晶性である場合には、結晶融解温度（Ｔｍ）が、通常２１０〜２６５℃、好ましくは２２０〜２６０℃であり、低温結晶化温度（Ｔｃ）が、通常１３０〜２１０℃、好ましくは１３５〜２０５℃であることが望ましい。
【００３１】
本発明では、（ａ）飽和ポリエステル樹脂として、特に限定されないが、上記のうちでも金属板との接着性が優れ、かつ耐衝撃性に優れている点で、非晶性あるいはほぼ非晶性である飽和ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。
【００３２】
本発明において、［Ｂ］樹脂組成物層を形成する際に用いられる（ｂ）アイオノマー樹脂としては、従来公知のアイオノマー樹脂が広く用いられるが、このアイオノマー樹脂は、エチレンとα，β−不飽和カルボン酸との共重合体中のカルボキシル基の一部または全部が金属陽イオンで中和されたイオン性塩である。
アイオノマー樹脂のブレンドにより、樹脂被膜の耐衝撃性向上等の効果がみられる。
【００３３】
このα，β−不飽和カルボン酸としては、炭素数３〜８の不飽和カルボン酸、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノメチルエステルなどが挙げられる。
【００３４】
このようなエチレンと不飽和カルボン酸との共重合体中のカルボキシル基を中和する金属陽イオンとしては、具体的に、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｌｉ^＋、Ｚｎ^＋、Ｚｎ^＋＋、Ｍｇ^＋＋、Ｃａ^＋＋、Ｃｏ^＋＋、Ｎｉ^＋＋、Ｍｎ^＋＋、Ｐｂ^＋＋、Ｃｕ^＋＋などの１〜２価の金属陽イオンが挙げられる。また金属陽イオンで中和されてない残余のカルボキシル基の一部は、低級アルコールでエステル化されていてもよい。
【００３５】
本発明で用いられる（ｂ）アイオノマー樹脂は、上述のようにエチレンと不飽和カルボン酸との共重合体の金属塩であるが、金属塩を形成するためのエチレン・不飽和カルボン酸との共重合体は、エチレンから誘導される構成単位を、８０〜９９モル％、好ましくは８５〜９８モル％であり、不飽和カルボン酸から誘導される構成単位（カルボキシル基を有する構成単位）を１〜２０モル％、好ましくは２〜１５モル％の量で含有している。
【００３６】
本発明で用いられる（ｂ）アイオノマー樹脂では、エチレンと不飽和カルボン酸との共重合体中のカルボキシル基の一部または全部が、具体的には１５〜１００％のカルボキシル基が中和されている。この中和度は、好ましくは２０〜８０％、さらに好ましくは３０〜７０％であり、このような中和度の（ｂ）アイオノマー樹脂から形成される組成物は、溶融押出性に優れている。
【００３７】
このような（ｂ）アイオノマー樹脂としては、具体的には、エチレンとアクリル酸、メタクリル酸などの不飽和モノカルボン酸との共重合体あるいはエチレンとマレイン酸、イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸との共重合体中のカルボキシル基の一部または全部がナトリウム、カリウム、リチウム、亜鉛、マグネシウム、カルシウムなどの金属イオンで中和されたアイオノマー樹脂が挙げられる。
【００３８】
これらのうち、エチレンとアクリル酸またはメタクリル酸の共重合体（カルボキシル基を有する構成単位が２〜１５モル％）中のカルボキシル基の３０〜７０％が、Ｎａなどの金属で中和されたものが好ましい。
【００３９】
またＮａなどの金属で中和されたものと、中和されていないものとをブレンドして用いることもできる。
【００４０】
これらアイオノマー樹脂としては、“ハイミラン”（商品名：三井デュポンポリケミカル社製）などの市販品を使用することができる。本発明において、［Ｂ］樹脂組成物は、（ａ）飽和ポリエステル樹脂と（ｂ）アイオノマー樹脂との合計を１００重量部としたときに、上記のような（ａ）飽和ポリエステル樹脂を７５〜９９重量部、好ましくは８０〜９５重量部の量で、（ｂ）アイオノマー樹脂を１〜２５重量部、好ましくは２０〜５重量部、さらに好ましくは１８〜７重量部の量で含有している。
【００４１】
このような［Ｂ］樹脂組成物は、冷結晶化熱量が３０Ｊ／ｇ以下であり、かつ融解熱量が３０Ｊ／ｇ以下であることが望ましい。なお冷結晶化熱量（Ｊ／ｇ）は、示差熱分析計（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ−７型）を用いて２０℃／分の昇温速度で測定したときに観察される結晶化による発熱量である。
【００４２】
上記のような［Ｂ］樹脂組成物は、従来公知の樹脂組成物の調製方法により調製することができ、具体的には、（ａ）飽和ポリエステル樹脂と（ｂ）アイオノマー樹脂とを、タンブラーブレンダー、ヘンシェルミキサー、Ｖ形ブレンダーなどにより混合した後、さらに押出機、ニーダーバンバリーミキサーなどで溶融混合することにより調製することができる。
【００４３】
前記（ａ）飽和ポリエステル樹脂又は［Ａ］結晶性飽和ポリエステル樹脂としては、イソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレート（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）／イソフタレート（ＩＡ））を主成分とする樹脂が好ましく用いられる。
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）／イソフタレート（ＩＡ）を用いる場合の付随的な成分として、ｐ−β−オキシエトキシ安息香酸、ナフタレン２，６−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−４，４’−ジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の二塩基酸や、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−へキシレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、シクロへキサンジメタノール、ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等のグリコール成分が少量含有されていてもよい。
【００４４】
表層［Ａ］におけるイソフタル酸含有量が１５％以下、特に３〜１３モル％（すなわちＩＡ＝３〜１３）の低イソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。
また、下層［Ｂ］に用いられる樹脂は、そのイソフタル酸含有量が４〜２０モル％（すなわちＩＡ＝４〜２０）の高イソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレートであり、共に固有粘度［ＩＶ値］が０．５５ｄｌ／ｇ以上であることが好ましい。
【００４５】
表層［Ａ］及び下層［Ｂ］はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）／イソフタレート（ＩＡ）の２層構成から成り、しかもこの２層構成の樹脂層は絞りしごき缶成形前の樹脂被積金属板の状態で実質上未配向の２層構成であることが好ましい。
即ち、二軸延伸フィルムラミネートのように樹脂層を延伸して配向させた後金属板にラミネートすると、引張り強さ等の機械的強度は向上するが破断伸びが減少する。従って、絞り、ストレッチ加工、しごき加工等のような厳しい加工に付される場合には、未だ配向していない無延伸樹脂層の方が加工により樹脂層の破断が生じることが無く、加工性に優れているからである。
このような技術思想は、前述の樹脂層が単層の場合にも同じであって、樹脂被覆は絞りしごき缶成形前の樹脂被覆金属板の状態で実質上未配向であることが好ましい。
【００４６】
その一方、未配向の無延伸樹脂層は延伸樹脂層に比してバリヤー性が劣るという欠点が考えられる。これを改良するために、ポリエチレンテレフタレート／イソフタレートをイソフタル酸含有量が３〜１３モル％のものを表層［Ａ］、イソフタル酸含有量が４〜２０モルのものを下層［Ｂ］とする２層構成とすることが好ましい。これにより、延伸樹脂層とほぼ同様のバリヤー性を有するものとすることが可能となる。
【００４７】
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）／イソフタレート（ＩＡ）は、溶融重縮合法や固相重合法等の従来公知の製造方法により製造することができる。
固相重合法は、溶融重縮合法によって一旦低重合度のポリエチレンテレフタレートを合成した後、冷却固化し、細粒化もしくは粉砕し、これを２２０〜２５０℃で真空または不活性ガス流下で加熱することにより得られる。
この方法では、反応が比較的低温で行われるため、熱分解が少なく、重縮合の増大と共にカルボン酸含有量も著しく減少しているため、固有粘度の高い、高重合度のポリエチレンテレフタレート／イソフタレートが得られ、樹脂中のオリゴマー成分を減少させることができる。
【００４８】
樹脂被覆金属絞りしごき缶は、このような樹脂被覆金属板を素材として絞りしごき加工等によって成形されるため、表層［Ａ］の樹脂は配向して結晶化し硬度が上昇し、延伸フィルムを用いた場合と同様にバリヤー性が向上し耐食性や耐デント性、耐工具疵つき性が向上する。
また、金属板に接した下層［Ｂ］の樹脂も配向結晶化し内容物充填後の熱処理等によって無秩序な結晶化や熱結晶化を抑制できるという効果を有する。
このように、樹脂被覆金属絞りしごき缶は金属板１１の表面に、表層［Ａ］及び下層［Ｂ］からなる２層構造を形成し、それぞれが別の性質を有する樹脂を用いて、それぞれの樹脂の優れた効果を組み合わせて発揮させることができるようにしている。
【００４９】
本発明においては、上述した樹脂層表層［Ａ］の厚みは、絞りしごき加工に際して、パンチ等の工具との摩擦で発生する樹脂の剥離によって部分的に厚みが減少することも考慮すると平均１μｍ以上あることが好ましく、特に２μｍ以上あることが好ましい。
一方、表層［Ａ］の厚みの上限は下層ほど厚くなくてもよく、２層の樹脂層とすることを考慮すると２５μｍ以下とすることが好ましく、特に２０μｍ以下とすることが好ましい。
【００５０】
下層［Ｂ］の厚みは、金属板との密着性を確保する観点から一定の厚み以上にすることが必要で、３μｍ以上とすることが好ましく、特に４μｍ以上あることが好ましい。
一方、下層［Ｂ］の厚みの上限は、本発明では更に表層を形成させた２層樹脂層とすることを考慮すると４０μｍ以下とすることが好ましく、特に３５μｍ以下とすることが好ましい。
【００５１】
また表層［Ａ］と下層［Ｂ］の膜厚関係は、加工性、耐食性、フレーバー性等の観点から、下層［Ｂ］≧表層［Ａ］の厚み比とすることが好ましい。
表層［Ａ］と下層［Ｂ］との膜厚関係は、相対的に、下層［Ｂ］の厚みが表層［Ａ］の厚みより薄くなると、金属板１１との密着性が劣り、加工時に樹脂剥離が生ずる可能性が増す傾向にある。したがって、表層［Ａ］と下層［Ｂ］との膜厚関係は、上記膜厚みの範囲内で、しかも下層［Ｂ］≧表層［Ａ］の厚み比とすることが好ましい。
なお、樹脂層について２層の場合を例にとって説明してきたが、本発明では金属板１１と接触する面にアイオノマーを含んだ樹脂層を存在させればよく、樹脂層が、３層、４層などの多層樹脂層であってもよい。
【００５２】
さらに、金属板表面に被覆される樹脂層１３は単層となる場合でもよく、この場合においては、前記下層［Ｂ］のみを金属板に被覆する。特に耐衝撃性の高い樹脂層や耐疵つき性を要求されない場合や、フレーバー吸着性を要求されない場合には、前記［Ａ］層を省略し下層［Ｂ］のみの単層とすることができる。
缶の外面側の樹脂１２は、単層でも多層でもよく、缶内面側の樹脂と同一でもよいし異なっていてもかまわない。また、外面側にはアイオノマーを含有しない樹脂も使用可能である。
【００５３】
また、以上では樹脂層は缶の両面に被覆されている場合を説明してきたが、本発明においては、図５、６に示すように樹脂層は缶の内面にのみ被覆されている場合でもよい。その場合は、成形後の缶外面は金属板のままか、印刷、仕上げニスが施される。
缶内面に樹脂層が形成されていると、缶内容物の耐腐食性、耐保香性等が向上し好ましい。
【００５４】
（カッピング）
次に、樹脂被覆金属絞りしごき缶の素材となる樹脂被覆金属板に潤滑剤を塗布し、公知のカッピング・プレスで打抜きブランクを形成し、絞り加工法により、図１に示すような絞りカップ１０を成形する。
【００５５】
このようにして成形された絞りカップ１０は、次の行程で絞りしごき加工され、あるいはしごき加工のみで加工され、絞りしごき缶に形成されるが、この絞りしごき加工においては、缶底部の加工度は比較的小さいが缶胴部の加工度は比較的大きく、しかも缶体口部２３に近づく程加工度が増加する。
また、缶体口部２３におけるネックイン部２１の形成は、ネックイン部２１が階段状に形成されるタイプと、ネックイン部２１が縦断面形状において円錐形に形成されるタイプとに大別されるが、いずれのタイプにおいても加工度が大きいため、ネックイン部２１の形成後のフランジ部２２形成加工において、缶体口部２３において樹脂被膜の剥離が発生しやすくなる。
このような樹脂被膜の剥離は、缶蓋の巻締め部において缶の気密性を確保できなくなるという問題がある。
【００５６】
（加熱処理）
本発明では、このような問題を解決するため絞りしごき加工前において、絞りカップ形成後に、図３に示すように絞りカップ１０のカップ開口端部１４の側壁部１５を加熱処理することを特徴とする。
加熱処理する部位は、絞りカップ１０の側壁部１５であるが、好ましくは、カップ開口端部１４の近傍（例えば上端から１〜１５ｍｍ下方）の幅を持った円周状領域１６を加熱処理する。
この側壁部１５又は円周状領域１６を高周波誘導加熱等により加熱処理することにより、絞りカップ１０の側壁部１５又は円周状領域１６の樹脂層の歪みを緩和させて金属板１１に対する密着性を向上させ、その後の絞りしごき加工、絞りしごき缶体のネッキング部２１の形成やフランジ部２２形成においても、あるいはウェット成形の場合には絞りしごき缶体成形後の缶体洗浄後においても、缶体口部２３において樹脂層１２，１３の剥離が発生せず、缶の気密性を十分に確保することができる。
カップ開口端部１４の上端から下方に１〜１５ｍｍまでの幅を持った円周状領域１６（カップ開口端部近傍）は、前述した絞りしごき後の缶胴の上縁をトリミングした後缶体口部２３となる部位であり、その後の絞りしごき缶体形成時においてフランジング部２２となる部位である。
【００５７】
また、加熱手段として高周波誘導加熱を用いると、絞りカップ側壁部のカップ開口端部近傍１６のみの局所加熱が可能となるので、缶胴部全体の加熱が回避され、この部分の硬度低下による耐圧性の低下を防止することができる。
高周波誘導加熱の電源としては、例えば周波数が１０〜２００ＫＨｚの高周波が使用される。
加熱手段としては、高周波誘導加熱に替えて、バーナー加熱、電気ヒーター加熱、熱風加熱など類似の技術手段を用いることができる。
【００５８】
なお、本発明における高周波誘導加熱では、加熱コイルに対面する金属基体が渦電流により加熱されるので、加熱が集中的且つ局所的に行われ、加熱時間が著しく少なくて済み、きわめて短時間の処理でよく、生産性が高いという利点も達成される。
【００５９】
高周波誘導加熱処理を施した場合の絞りカップ側壁部１５のカップ開口端部近傍１６の温度は、用いる熱可塑性樹脂層のガラス転移温度（Ｔｇ）以上で且つ熱可塑性樹脂の結晶融解温度（Ｔｍ）＋５０℃以下の温度であるのが好ましい。
さらに好ましくは、（Ｔｍ）以下の温度が好ましい。加熱温度が高いと、加熱時間にもよるが、樹脂焦げが生じる場合がある。
加熱時間は、到達温度や高周波出力によっても相違するが、到達温度が２００乃至２５０℃の場合、一般に０．５〜１０ｓｅｃの短時間でよい。
高周波誘導加熱処理では、金属板そのものが誘導される渦電流により加熱されるため、絞りカップ１０と加熱コイルとの電磁結合を遮断すると、絞りカップ１０の冷却が始まるため、格別の冷却工程が不要であるという利点もある。
【００６０】
高周波誘導加熱処理には、それ自体公知の高周波誘導加熱コイルを備えた加熱装置を用いることができる。この加熱装置は一般に、高周波加熱コイル、コイルと電源とを接続するための電極、及びコイルを冷却するための冷却機構からなっている。
【００６１】
本発明に好適に使用される高周波誘導加熱装置の概略を図４に示す。図４のように、この装置は、高周波加熱コイル３１、コイル３１と電源とを接続するための電極３２ａ、３２ｂ、及びコイルを冷却するための冷却機構３３からなっている。
コイル３１はワンターンの導電性パイプからなっており、その表面には電極３２ａ、３２ｂからの高周波電流が通ると共に、内部には冷却水３４が通る構造となっている。加熱コイル３１を構成する銅パイプが太すぎる場合には、加熱領域がカップ開口端部近傍１６以外に広がり、加熱効率が悪くなるという問題がある。また銅パイプが細すぎる場合には、冷却能力が不足しコイルの耐久性が不足してしまう。高周波加熱の出力にもよるが、銅パイプの外径φ１（ｍｍ）は３＜φ１＜１０、内径φ２（ｍｍ）は０．６×φ１＜φ２＜０．８×φ１のものが好ましい。
【００６２】
（絞りしごき缶の成形）
上述のように、絞りカップ側壁部のカップ開口端部近傍１６を加熱処理した後、絞りしごき加工（ＤＩ加工）等の従来公知の手段に付すことによって絞りしごき缶を形成する。
【００６３】
しごき加工（ＤＩ加工）の方法としては、しごきポンチを用いて一段階もしくは数段階しごき加工する方法により、樹脂被覆金属絞りしごき缶を製造することができる。
【００６４】
上記絞りしごき加工における、絞り加工→しごき加工の一連の加工は、下記のような条件下に行うことができる。
ブランク径 …７０〜３００ｍｍ
絞り条件 …絞り比：１．１〜３．０
しごき率…３０〜８５％
【００６５】
しごき加工に際しては、下記の式で定義される薄肉化率ＲＩが３０〜８５％の厚みになるように薄肉化することが好ましい。
ＲＩ＝（（ｔＢ−ｔＷ）／ｔＢ）×１００
なお、前記式において、ｔＢは金属板素板厚みであり、ｔＷは絞りしごき缶側壁部の金属板厚みである。
【００６６】
なお、絞りカップを加熱処理すると前述したが、多段で絞り加工をする場合は、絞りカップ加熱処理やカップしごき加工は、第２絞り加工以降のカップで実施しても良い。
【００６７】
絞り成形及びしごき成形に際して、金属板或いは更にカップに、各種潤滑剤、例えば流動パラフィン、合成パラフィン、食用油、水添食用油、パーム油、各種天然ワックス、ポリエチレンワックス、合成エステル、鉱物油等を塗布して成形を行うことができる。
潤滑剤の塗布量は、その種類によっても相違するが、一般に片面について５０〜６０００ｍｇ／ｍ^２、特に２００〜２０００ｍｇ／ｍ^２の範囲内にあるのがよく、潤滑剤の塗布は、これを溶融又は水溶性、原液状態で表面にスプレー塗布などにより行われる。
ウエット成形の場合には、しごき成形は、絞りカップにクーラントをかけて潤滑と冷却とを行いながら再絞りと数段のしごき加工が行われる。
【００６８】
前記のようにして絞りしごき加工後、ウエット成形の場合には洗浄・乾燥を行う。ドライ成形の場合には加熱による潤滑剤の飛散除去をし、その後、洗浄・乾燥を行う。そして、缶外面となる側に印刷、仕上げニスを施し、ネッキング、フランジングして、図２に示すような絞りしごき缶体を完成させる。
【００６９】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、これらの例は説明のためのものであり、いかなる意味においても以下の例に限定されるものではない。
【００７０】
評価及び測定方法
（１）剥離試験
絞りしごき加工後、缶体口部２３をネッキング、フランジングし絞りしごき缶体を形成し、フランジの先端部位に生じた樹脂フィルム剥離長さを目視で観察した。結果を表１に示す。
絞りしごき缶体となった時には、絞りしごき成形時に生じた耳部が切り落とされており、絞りカップ１０におけるカップ開口端部近傍１６がフランジ部２２となり、この部分にわずかでも樹脂層の剥離が発生していると、その後の洗浄工程、缶蓋巻き締め工程で樹脂層剥離が拡大する可能性があり好ましくない。
表１において、フランジ部２２に生じた剥離長さのうちの最大値が、０．１ｍｍ未満の範囲にあるものを○（良）、０．２ｍｍ未満で０．１ｍｍ以上のものを△（許容範囲内）、０．２ｍｍ以上のものを×（不良）として評価した。
【００７１】
（実施例及び比較例）
板厚０．３８ｍｍのアルミニウム合金３００４からなる金属板の両面にりん酸クロメート処理を実施した。りん酸クロメート処理においては、金属板を苛性ソーダで脱脂と若干のエッチングを行なった後、ＣｒＯ３：４ｇ／Ｌ、Ｈ３ＰＯ４：１２ｇ／Ｌ、Ｆ：０．６５ｇ／Ｌ、残りは水の処理液に浸漬した。クロム量は、蛍光分析値で３〜４０ｍｇ／ｍ^２となるようにした。
樹脂層１２，１３は、表層［Ａ］、下層［Ｂ］の二層となるように、表層［Ａ］は厚さ４μｍのエチレンテレフタレート／エチレンイソフタレート共重合体（モル比；９２：８）、下層［Ｂ］は厚さ１６μｍのエチレンテレフタレート／エチレンイソフタレート共重合体（モル比；９２：８）にアイオノマーを１５重量％ブレンドした構成とした。
これら表層［Ａ］、下層［Ｂ］を形成するポリエステル系樹脂の融点は約２３０℃、ガラス転移温度（Ｔｇ）は約７２℃であった。
次に、上記樹脂材料をエクストリュージョン・ラミネーション設備を備えた４５ｍｍφ単軸押出機に供給し、バレル及びＴダイの温度を２５０℃でドラム上に溶融押出を行い、直ちに水冷することでラミネート用樹脂フィルムを得た。その後、このフィルムをラミネートロールを用いて２５０℃に加熱した上記金属板上の両面に熱圧着させ樹脂被覆金属板を得た。
【００７２】
こうして得られた樹脂被覆金属板を、下記の成形条件にて絞りしごき加工を行って絞りしごき缶を製造した。
まず、上記樹脂被覆金属板の両面に、合成エステル系潤滑油を各６００ｍｇ／ｍ^２の量（片面当たり）を塗布した。塗布後、絞り成形機により、直径１４０ｍｍの円形ブランクに打抜き、絞り比１．６０で絞り加工して、胴壁部の平均高さが３５ｍｍ、内径が８８ｍｍの絞りカップを形成した。
【００７３】
（高周波誘導加熱）
次に、前記絞りカップ１０の円周状領域１６を、以下の高周波誘導加熱装置により局所加熱し、加熱温度（ピーク温度）、加熱時間を変えて樹脂層の密着性を変化させた。
【００７４】
（高周波誘導加熱装置）
加熱コイルは、外径５ｍｍ、内径３ｍｍの銅パイプを絞りカップのカップ開口端部１４とほぼ同じ円形状に湾曲させたリング状コイル（図４参照）とし、冷却水を流すことによりコイルの発熱を抑制する構造となっている。
高周波誘導加熱機は定格出力３０ｋＷ、公称周波数３０±５ｋＨｚの装置を用いて、カップ開口端部近傍１６をＴｇ（樹脂ガラス転移温度）〜Ｔｍ（樹脂結晶融解温度）＋５０℃の範囲に加熱処理した。加熱時間は、樹脂の密着性を向上させれば十分なので、０．５〜１０秒の範囲で時間を変更して行った。
【００７５】
上記加熱処理後、前記絞りカップを、
しごきポンチ径：３段アイアニング６５．８ｍｍφ、
総しごき率：６８％、
の条件でしごき加工して、その後ネッキング部及びフランジ部を形成して、フランジ部の先端の樹脂層の剥離程度を評価した。
また、金属板としてブリキを使用した場合を実施例５に示す。板厚０．２５ｍｍ、テンパーＴ３ＣＡ、両面ともメッキ量２．８ｇ／ｍ^２のブリキに、重クロム酸ソーダ溶液中の電解処理でそれぞれクロム量として７ｍｇ／ｍ^２の表面処理を行った以外は、実施例３と同様にした。
加熱温度は、サーモラベルをカップに貼り到達温度を測定した。
【００７６】
（比較例１）
前記絞りカップのカップ側壁部１５又は缶体口部近傍１６の加熱処理を行わなかった以外は、実施例と同様に絞りカップから絞りしごき缶体を形成した。結果を表１に示す。
（比較例２）
カップ加熱処理温度が５０℃であること以外は、実施例１と同様にした。結果を表１に示す。
（比較例３）
カップ加熱処理温度が３００℃であること以外は、実施例４と同様にした。結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】

表１からわかるように、本発明実施例１〜５の樹脂被覆金属絞りしごき缶体は、内面のフランジ部樹脂層の剥離が見られず、優れた缶体であった。
一方、比較例１〜２の樹脂被覆金属絞りしごき缶体は、フランジ部での樹脂剥離が見られ不良缶であった。また、開口端部加熱を行っても加熱温度が高い場合（比較例３）には、樹脂剥離はなかったものの、ネッキング、フランジング加工において、樹脂の割れが発生し不良缶となった。
【００７８】
【発明の効果】
本発明の樹脂被覆金属絞りしごき缶の製造方法は、絞りカップのカップ側壁部又はカップ開口端部近傍を加熱処理することにより、絞りしごき缶体成形後、フランジ部の樹脂層の剥離発生を防止することができ、日本酒、ビール、チューハイ、スポーツドリンク、炭酸飲料等を内容物とする、高い気密性を要求される絞りしごき缶として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】樹脂被覆金属絞りしごき缶の製造工程における絞りカップを示す縦断面図である。
【図２】本発明の樹脂被覆金属絞りしごき缶の製造工程における樹脂被覆金属絞りしごき缶からフランジ部を形成した缶体を示す縦断面図である。
【図３】高周波誘導加熱装置を用いた絞りカップの加熱処理を説明する縦断面図である。
【図４】本発明に好適に使用される高周波誘導加熱装置の構造を示す概略説明図である。
【図５】樹脂被覆金属絞りしごき缶の製造工程における絞りカップの他の例を示す縦断面図である。
【図６】本発明の樹脂被覆金属絞りしごき缶の製造工程における樹脂被覆金属絞りしごき缶からフランジ部を形成した缶体の他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０：絞りカップ
１１：金属板
１２，１３：樹脂層
１４：カップ開口端部
１５：絞りカップ側壁部
１６：絞りカップ側壁部のカップ開口端部近傍
２０：樹脂被覆金属絞りしごき缶体
２１：ネックイン部
２２：フランジ部
２３：缶体口部
３１：加熱コイル
３２ａ，３２ｂ：電極
３３：冷却機構
３４：冷却水[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a resin-coated metal drawing ironing can for holding beverages such as juice, alcohol, and water, and more particularly, to a resin-coated metal drawing excellent in peel resistance of a resin layer of a can body flange portion. The present invention relates to a method for manufacturing an ironing can.
[0002]
[Prior art]
The resin-coated drawn iron can is formed into a cup-shaped drawn iron can by drawing and ironing a resin-coated metal plate obtained by coating a surface of a metal plate with a resin layer. After the resin-coated drawn ironing can body is filled with contents, the periphery of the can body opening is overlapped with the periphery of a separately formed disk-shaped lid or the like, and mechanically wound up. It is joined and a resin-coated drawn iron can is completed.
[0003]
Tin-free steel (TFS) plates and aluminum plates are known as metal plates serving as bases of resin-coated drawn ironing cans. A method of manufacturing a resin-coated drawn iron can by drawing, bending / stretching, redrawing, ironing or ironing a resin-coated metal plate with a thermoplastic polyester resin layer formed on the surface of a tin-free steel plate or aluminum plate Has been widely put into practical use, and can produce cans having excellent can properties such as corrosion resistance in a dry state without using a lubricating liquid (see JP-A-7-275961).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-275961
[Problems to be solved by the invention]
[0005]
However, metals such as tin-free steel (TFS) plates and aluminum plates have poor polyester resin adhesion. In particular, if trimming is performed to cut off the ears after drawing and ironing and then forming a flange, the can body opening There was a problem that peeling of the resin layer occurred. In particular, when ironing is performed in a wet state while applying coolant to the squeezing cup, and washing and drying are performed, peeling is sometimes promoted.
The present invention has been made in order to solve the above problems, and relates to a method for manufacturing a resin-coated metal drawn and ironed can for holding beverages such as coffee, tea, juice, carbonated beverage, beer, and chuhai, and forming a flange portion. An object of the present invention is to provide a method for producing a resin-coated metal drawn and ironed can which is excellent in film adhesion, corrosion resistance, rust resistance, and appearance, in which a resin layer at the mouth of a later can body does not peel.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The method for producing a resin-coated metal drawing and ironing can of the present invention includes:
A blank is punched out from a resin-coated metal plate coated with a thermoplastic resin layer on one or both surfaces of a metal plate to form a drawing cup by drawing, and the side wall portion of the cup side wall portion or the vicinity of the cup opening end is the thermoplastic resin. After the thermoplastic resin layer is brought into close contact with the metal plate by performing a heat treatment at Tg to Tm + 50 ° C., re-drawing and ironing or ironing are performed, and further necking and flanging are performed to form a can body. A can lid is wound around and joined to the can body opening of the can body.
By heating the side wall portion or the vicinity of the opening end portion of the draw cup at Tg to Tm of the thermoplastic resin + 50 ° C., the resin distortion due to the draw forming is eliminated or reduced, and the total strain after the subsequent redrawing and ironing is also reduced. . Thereby, peeling of the can body opening after molding, after trimming or after necking and funneling can be prevented.
If the heating temperature is lower than Tg, the temperature is too low and the effect of strain relaxation is not obtained.
In such a manufacturing method, in the method for manufacturing a resin-coated metal drawing and ironing can according to claim 2, at least the resin layer of the thermoplastic resin layer which is in contact with the inner side of the metal plate can is mainly composed of (a) a saturated polyester resin and (B) It is characterized by comprising a resin composition layer composed of an ionomer resin.
With such a resin configuration, the adhesiveness, workability, content resistance, corrosion resistance, and impact resistance of the resin are improved.
Further, in the manufacturing method according to the third aspect, the resin-coated metal plate has a resin layer coated on only one surface of the metal plate, and the drawing cup is drawn by drawing so that the resin layer is inside the can. It is characterized by being molded.
The draw-ironing of a single-sided resin-coated metal plate having a metal surface on the outer surface of the can is usually performed by wet molding in which the cup is worked with coolant while the resin is likely to peel off at the mouth of the can body. By applying the resin, resin peeling at the mouth of the can body can be effectively prevented. According to this molding, in addition to excellent resin adhesion and corrosion resistance on the inner surface of the can, a can having excellent external appearance having a metallic mirror gloss on the outer surface of the can is obtained.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the method for producing a resin-coated metal drawn iron can according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a drawing cup formed in a manufacturing process of the resin-coated metal drawing and ironing can of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a draw cup, 11 denotes a metal plate serving as a base of the

draw cup

10, 12 and 13 denote resin layers coated on the surface of the

draw cup

10, and 14 denotes an end of the cup opening.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the can body 20 in which the neck-in portion and the flange portion are formed after the drawing cup 10 shown in FIG. 1 is drawn and ironed.
In FIG. 2, 21 is a neck-in portion, and 22 is a flange portion.
[0008]
In the present invention, the resin-coated metal drawing iron can is manufactured in the following series of steps.
First, a lubricant is applied to the resin-coated metal plate used as the material of the resin-coated metal drawing and ironing can, and the resin-coated metal plate is punched into a disk shape by a cupping press (blanking). The draw cup 10 as shown is formed at a high speed.
Next, the draw cup 10 is deep-drawn and ironed by pressing, or the iron body is formed by ironing alone without deep drawing, and the upper edge of the can body is trimmed to form the can body opening 23. .
Thereafter, the can body mouth 23 is drawn and reduced in diameter to form a neck-in part 21, and then the can body mouth 23 is formed by flange (mouth widening) forming to form a flange 22, as shown in FIG. 2. A body 20 is formed. Through a process such as tightening a can lid around the can body opening 23, a resin-coated metal drawn and ironed can is finally completed.
[0009]
(Metal plate)
Next, a resin-coated metal plate used as a material for a resin-coated metal drawing and ironing can will be described.
As the metal plate 11 serving as a base of the resin-coated metal drawing and ironing can 10, various aluminum materials, for example, 3004, 3104, chromic acid-treated steel plate (tin-free steel, TFS), tin-plated steel plate (tin plate) and the like are used. .
[0010]
The thickness of the metal plate 11 is generally preferably in the range of 0.15 to 1.00 mm from the viewpoint of the strength of the can after molding and the moldability.
[0011]
(surface treatment)
As described above, it is preferable that the surface of the metal plate 11 is subjected to a surface treatment to enhance the adhesion to the coating resin.
When the metal plate 11 is an aluminum alloy, as the surface treatment, the metal plate 11 can be cold-rolled and subjected to a phosphate chromate treatment, a zirconium-based surface treatment, or another organic / inorganic-based surface treatment. Further, a coating type surface treatment can also be used.
When a treated film is formed on the metal plate 11 by a phosphoric acid chromate treatment, the amount of chromium is 5 to 40 mg / m as total chromium from the viewpoint of processing adhesion of the laminated resin film. ² Is preferably 15 to 30 mg / m ² Is more preferable.
5mg / m of total chromium including metal and oxide ² When it is less than 1, the processing adhesion of the resin film is poor, and peeling often occurs, which is not preferable. In addition, the amount of total chromium is 40 mg / m ² If it exceeds, it is not preferable from the viewpoints of economy and occurrence of cohesive failure.
[0012]
As an example of a method for forming the surface treatment film, a phosphoric acid chromate treatment film is formed by a means known per se, for example, after a metal plate is degreased and slightly etched with caustic soda, and then CrO3: 4 g / L. , H3PO4: 12 g / L, F: 0.65 g / L, and the rest by chemical treatment of immersion in a treatment liquid such as water.
When the metal plate 11 is tin or TFS, a surface film is formed by electrolytic treatment or immersion treatment in a sodium bichromate solution, electrolytic treatment in a chromic acid solution, or the like.
[0013]
(Resin layer)
Next, one or both surfaces of the metal plate 11 subjected to the surface treatment are coated with a thermoplastic resin to form resin layers 12 and 13.
The coating of the metal plate 11 with the resin layers 12 and 13 can be manufactured by a known method. Preferably, a two-layer resin film formed by lamination of a multilayer cast film and co-extrusion coating is used. A method of coating the metal plate 11 with heat fusion or the like may be used.
For example, for lamination of a multilayer cast film, polyethylene terephthalate (PET) / isophthalate (IA) resin chips of the surface layer and the lower layer are put into separate extruders, respectively, heated and melted, extruded into a sheet from a die, and cast on a casting drum. It is formed by cooling and solidifying.
On the other hand, the co-extrusion coat is formed by using two extruders, supplying a polyethylene terephthalate (PET) / isophthalate (IA) resin of a surface layer and a lower layer to a die, extruding the resin, and coating the metal plate 11.
In the present invention, the two-layer resin layer can be formed by lamination or co-extrusion coating of the multilayer cast film, and the two-layer resin layer can be firmly bonded and coated on the metal plate 11 without using an adhesive. In addition, the workability of the resin layer can be improved.
[0014]
The resin layer 13 formed by coating in this manner is composed of a surface layer [A] and a lower layer [B] that comes into contact with the metal plate 11 by utilizing the respective resin characteristics.
That is, it is composed of two layers: a surface layer [A] composed of a crystalline saturated polyester resin layer, and a lower layer [B] composed mainly of a resin composition layer composed of (a) a saturated polyester resin and (b) an ionomer resin. .
A resin layer having high impact resistance can be used as the surface layer [A]. In this case, scratch resistance and flavor adsorption can be improved.
The lower layer [B] can be a resin layer having good adhesion to the metal plate 11.
[0015]
The crystalline saturated polyester resin (A) and the saturated polyester resin (a) are formed from structural units derived from a dicarboxylic acid and a dihydroxy compound.
[0016]
Among them, [A] the crystalline saturated polyester resin is a copolymerized polyester containing a dicarboxylic acid component derived from two specific dicarboxylic acids. [A] The dicarboxylic acid component forming the crystalline saturated polyester resin used in the present invention is 99 to 80 mol%, preferably 95 to 85 mol% terephthalic acid when the dicarboxylic acid component is 100 mol%. And 1 to 20 mol%, preferably 5 to 15 mol% of isophthalic acid.
[0017]
[A] Specific examples of the dihydroxy component forming the crystalline saturated polyester resin include ethylene glycol, trimethylene glycol (propylene glycol), tetramethylene glycol, pentamethylene glycol, diethylene glycol, and triethylene glycol. Examples include aliphatic dihydroxy compounds.
[0018]
[A] The crystalline saturated polyester as described above is derived from a polyfunctional compound such as trimesic acid, pyromellitic acid, trimethylolethane, trimethylolpropane, trimethylolmethane, and pentaerythritol as long as the object of the invention is not impaired. May be contained in a small amount, for example, 2 mol% or less.
[0019]
[A] The crystalline saturated polyester used in the present invention is substantially linear, which is confirmed by the fact that the saturated polyester is dissolved in o-chlorophenol.
[0020]
The [A] crystalline saturated polyester used in the present invention has an intrinsic viscosity [η] measured in o-chlorophenol at 25 ° C. of usually 0.5 to 1.4 dl / g, preferably 0.5 to 1.4 dl / g, respectively. It is preferably 1.0 dl / g, more preferably 0.6 to 1.0 dl / g.
[0021]
A saturated polyester having such an intrinsic viscosity [η] is preferable because it is excellent in melt moldability and drawability and ironing formability and also excellent in mechanical strength such as impact resistance.
[0022]
The [A] crystalline saturated polyester resin used in the present invention has a glass transition temperature (Tg) of usually from 50 to 120 ° C, preferably from 60 to 100 ° C, and a low-temperature crystallization temperature (Tc) of usually from 130 to 120 ° C. It is 210 ° C., preferably 140-200 ° C., and the crystal melting temperature (Tm) is usually 210-265 ° C., preferably 220-260 ° C.
[0023]
The [A] crystalline saturated polyester resin used in the present invention having the above-described composition has excellent processability, and a film formed from the [A] crystalline saturated polyester resin is composed of terephthalic acid and ethylene. Compared with a film formed from a conventionally known polyester resin derived from glycol, a terpene-based odor is less likely to be adsorbed, and the fragrance is excellent.
[0024]
In the present invention, (B) the saturated polyester resin (a) used when forming the resin composition layer is such that the dicarboxylic acid component is composed of terephthalic acid or an ester derivative thereof (for example, lower alkyl ester, phenyl ester, or the like); The dihydroxy component consists of ethylene glycol or an ester-forming derivative thereof (eg, monocarboxylic acid ester ethylene oxide, etc.).
[0025]
The (a) saturated polyester may contain a structural unit derived from another dicarboxylic acid and / or another dihydroxy compound in an amount of 40 mol% or less. Specific examples of dicarboxylic acids other than terephthalic acid include aromatic dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid, diphenoxyethanedicarboxylic acid; adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, decanedicarboxylic acid Aliphatic dicarboxylic acids such as acids; alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid;
[0026]
These dicarboxylic acids other than terephthalic acid may be used as their ester derivatives. Examples of the dihydroxy compound other than ethylene glycol include, specifically, aliphatic alcohols such as propylene glycol, tetramethylene glycol, neopentyl glycol, hexamethylene glycol, dodecamethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, and polyethylene glycol. Glycols; alicyclic glycols such as cyclohexanedimethanol; and aromatic diols such as bisphenols, hydroquinone, and 2,2-bis (4-β-hydroxyethoxyphenyl) propane.
[0027]
These dihydroxy compounds may be used as their ester derivatives. The (a) saturated polyester used in the present invention contains a small amount of a structural unit derived from a polyfunctional compound such as trimesic acid, pyromellitic acid, trimethylolethane, trimethylolpropane, trimethylolmethane, and pentaerythritol, for example, 2 It may be contained in an amount of not more than mol%.
[0028]
Such a saturated polyester (a) is substantially linear, which is confirmed by the dissolution of the saturated polyester in o-chlorophenol. The saturated polyester used in the present invention has an intrinsic viscosity [η] measured in o-chlorophenol at 25 ° C. of usually 0.5 to 1.4 dl / g, preferably 0.5 to 1.0 dl / g, More preferably, it is desirable to be 0.6 to 1.0 dl / g.
[0029]
The saturated polyester (a) having such an intrinsic viscosity [η] is preferable because it has excellent melt moldability and drawability and ironing moldability, and also has excellent mechanical strength such as impact resistance.
[0030]
The (a) saturated polyester resin used in the present invention preferably has a glass transition temperature (Tg) of usually 50 to 120C, preferably 60 to 100C. This (a) saturated polyester resin may be amorphous or crystalline, and when it is crystalline, the crystal melting temperature (Tm) is usually from 210 to 265 ° C, preferably from 220 to 265 ° C. 260 ° C., and the low-temperature crystallization temperature (Tc) is usually 130 to 210 ° C., preferably 135 to 205 ° C.
[0031]
In the present invention, the saturated polyester resin (a) is not particularly limited, but among the above, it is amorphous or almost amorphous in that it has excellent adhesion to a metal plate and excellent impact resistance. It is preferable to use a certain saturated polyester resin.
[0032]
In the present invention, as the ionomer resin (b) used for forming the resin composition layer (B), conventionally known ionomer resins are widely used, and this ionomer resin is composed of ethylene and α, β-unsaturated. An ionic salt in which part or all of the carboxyl groups in the copolymer with carboxylic acid is neutralized with a metal cation.
By blending the ionomer resin, effects such as an improvement in the impact resistance of the resin film are observed.
[0033]
Examples of the α, β-unsaturated carboxylic acid include unsaturated carboxylic acids having 3 to 8 carbon atoms, specifically, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, maleic anhydride, maleic acid monomethyl ester, and maleic acid. Acid monomethyl ester and the like.
[0034]
As the metal cation for neutralizing the carboxyl group in the copolymer of ethylene and unsaturated carboxylic acid, specifically, Na cation ⁺ , K ⁺ , Li ⁺ , Zn ⁺ , Zn ⁺⁺ , Mg ⁺⁺ , Ca ⁺⁺ , Co ⁺⁺ , Ni ⁺⁺ , Mn ⁺⁺ , Pb ⁺⁺ , Cu ⁺⁺ And other monovalent metal cations. A part of the remaining carboxyl groups not neutralized by the metal cation may be esterified with a lower alcohol.
[0035]
The ionomer resin (b) used in the present invention is a metal salt of a copolymer of ethylene and an unsaturated carboxylic acid as described above, and is used together with an ethylene / unsaturated carboxylic acid to form a metal salt. The polymer contains 80 to 99 mol%, preferably 85 to 98 mol% of a constituent unit derived from ethylene, and contains 1 to 4 constituent units derived from an unsaturated carboxylic acid (a constituent unit having a carboxyl group). It is contained in an amount of 20 mol%, preferably 2 to 15 mol%.
[0036]
In the ionomer resin (b) used in the present invention, some or all of the carboxyl groups in the copolymer of ethylene and unsaturated carboxylic acid, specifically, 15 to 100% of the carboxyl groups are neutralized. I have. The degree of neutralization is preferably from 20 to 80%, more preferably from 30 to 70%. The composition formed from the ionomer resin (b) having such a degree of neutralization has excellent melt extrudability. .
[0037]
As the ionomer resin (b), specifically, a copolymer of ethylene and an unsaturated monocarboxylic acid such as acrylic acid or methacrylic acid, or an unsaturated dicarboxylic acid such as ethylene and maleic acid or itaconic acid is used. And an ionomer resin in which part or all of the carboxyl groups in the copolymer of (1) is neutralized with a metal ion such as sodium, potassium, lithium, zinc, magnesium, and calcium.
[0038]
Of these, 30 to 70% of the carboxyl groups in a copolymer of ethylene and acrylic acid or methacrylic acid (the structural unit having a carboxyl group is 2 to 15 mol%) is neutralized with a metal such as Na. Is preferred.
[0039]
Further, a mixture neutralized with a metal such as Na and a mixture not neutralized can be used.
[0040]
As these ionomer resins, commercially available products such as "Himilan" (trade name: manufactured by Du Pont-Mitsui Polychemicals) can be used. In the present invention, when the total of (a) the saturated polyester resin and (b) the ionomer resin is 100 parts by weight, the resin composition (B) may contain the above-mentioned (a) the saturated polyester resin in an amount of from 75 to 99. It contains the ionomer resin (b) in an amount of 1 to 25 parts by weight, preferably 20 to 5 parts by weight, more preferably 18 to 7 parts by weight, in an amount of 80 to 95 parts by weight.
[0041]
Such a resin composition [B] desirably has a heat of cold crystallization of 30 J / g or less and a heat of fusion of 30 J / g or less. The heat of cold crystallization (J / g) is the calorific value due to crystallization observed when measured at a heating rate of 20 ° C./min using a differential thermal analyzer (Perkin Elmer-7 type).
[0042]
The resin composition [B] as described above can be prepared by a conventionally known method for preparing a resin composition. Specifically, (a) a saturated polyester resin and (b) an ionomer resin are mixed with a tumbler blender. , A Henschel mixer, a V-type blender, and the like, and then melt-mixing with an extruder, a kneader Banbury mixer, or the like.
[0043]
As the saturated polyester resin (a) or the crystalline saturated polyester resin (A), a resin mainly containing isophthalic acid-modified polyethylene terephthalate (polyethylene terephthalate (PET) / isophthalate (IA)) is preferably used.
When polyethylene terephthalate (PET) / isophthalate (IA) is used, p-β-oxyethoxybenzoic acid, naphthalene 2,6-dicarboxylic acid, diphenoxyethane-4,4′-dicarboxylic acid, Dibasic acids such as 5-sodium sulfoisophthalic acid, hexahydroterephthalic acid, adipic acid, sebacic acid, dimer acid, trimellitic acid and pyromellitic acid, propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, , 6-hexylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, cyclohexane dimethanol, bisphenol A ethylene oxide adduct, glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, etc. It may be.
[0044]
It is preferable that the isophthalic acid content in the surface layer [A] is 15% or less, particularly 3 to 13 mol% (that is, IA = 3 to 13).
The resin used for the lower layer [B] is a high isophthalic acid-modified polyethylene terephthalate having an isophthalic acid content of 4 to 20 mol% (that is, IA = 4 to 20), and both have an intrinsic viscosity [IV value] of 0. It is preferably at least 0.55 dl / g.
[0045]
The surface layer [A] and the lower layer [B] are composed of a two-layer structure of polyethylene terephthalate (PET) / isophthalate (IA), and the resin layer having the two-layer structure is a state of the resin-covered metal plate before the drawing and ironing can forming. It is preferable to have a substantially unoriented two-layer structure.
That is, when a resin layer is stretched and oriented like a biaxially stretched film laminate and then laminated on a metal plate, mechanical strength such as tensile strength is improved, but elongation at break is reduced. Therefore, when subjected to severe processing such as drawing, stretching, ironing, etc., the non-oriented resin layer that is not yet oriented does not cause breakage of the resin layer due to the processing, and the workability is improved. Because it is excellent.
Such a technical idea is the same when the above-mentioned resin layer is a single layer, and it is preferable that the resin coating is substantially unoriented in the state of the resin-coated metal plate before the drawing and ironing can forming.
[0046]
On the other hand, a drawback that the unoriented unstretched resin layer is inferior in the barrier property to the stretched resin layer is considered. In order to improve this, polyethylene terephthalate / isophthalate having an isophthalic acid content of 3 to 13 mol% is defined as a surface layer [A], and those having an isophthalic acid content of 4 to 20 mol as a lower layer [B]. It is preferable to have a layer structure. This makes it possible to have a barrier property substantially similar to that of the stretched resin layer.
[0047]
Polyethylene terephthalate (PET) / isophthalate (IA) can be produced by a conventionally known production method such as a melt polycondensation method or a solid phase polymerization method.
The solid phase polymerization method is to once synthesize polyethylene terephthalate having a low degree of polymerization by a melt polycondensation method, then solidify by cooling, pulverize or pulverize, and heat it at 220 to 250 ° C under vacuum or under an inert gas flow. It can be obtained by:
In this method, since the reaction is carried out at a relatively low temperature, the thermal decomposition is small, and the carboxylic acid content is significantly reduced with an increase in polycondensation, so that polyethylene terephthalate / isophthalate having a high intrinsic viscosity and a high degree of polymerization is obtained. Is obtained, and the oligomer component in the resin can be reduced.
[0048]
Since the resin-coated metal drawing and ironing can is formed by drawing and ironing using such a resin-coated metal plate as a material, the resin of the surface layer [A] is oriented and crystallized to increase in hardness, and a stretched film is used. As in the case, the barrier property is improved, and the corrosion resistance, dent resistance and tool flaw resistance are improved.
In addition, the resin of the lower layer [B] in contact with the metal plate is also oriented and crystallized, and has an effect that disordered crystallization and thermal crystallization can be suppressed by heat treatment after filling the contents.
As described above, the resin-coated metal drawing and ironing can forms a two-layer structure composed of the surface layer [A] and the lower layer [B] on the surface of the metal plate 11, and uses a resin having different properties. The superior effects of the resin can be used in combination.
[0049]
In the present invention, the average thickness of the resin layer surface layer [A] is 1 μm or more in consideration of the fact that the thickness is partially reduced due to the peeling of the resin caused by friction with a tool such as a punch at the time of drawing and ironing. It is preferable that the thickness be 2 μm or more.
On the other hand, the upper limit of the thickness of the surface layer [A] may not be as thick as the lower layer, and is preferably 25 μm or less, particularly preferably 20 μm or less in consideration of forming two resin layers.
[0050]
The thickness of the lower layer [B] needs to be not less than a certain thickness from the viewpoint of ensuring adhesion to the metal plate, and is preferably not less than 3 μm, and particularly preferably not less than 4 μm.
On the other hand, the upper limit of the thickness of the lower layer [B] is preferably 40 μm or less, and particularly preferably 35 μm or less, in the present invention, considering that a two-layer resin layer further having a surface layer formed thereon is taken into consideration.
[0051]
In addition, the relationship between the thickness of the surface layer [A] and the thickness of the lower layer [B] is preferably set to be the lower layer [B] ≧ the thickness ratio of the surface layer [A] from the viewpoint of workability, corrosion resistance, flavor properties, and the like.
If the thickness of the lower layer [B] is smaller than the thickness of the surface layer [A], the adhesiveness between the surface layer [A] and the lower layer [B] is lower than the thickness of the surface layer [A]. The likelihood of delamination tends to increase. Therefore, the thickness relationship between the surface layer [A] and the lower layer [B] is preferably within the above range of the film thickness, and moreover, the lower layer [B] ≧ the thickness ratio of the surface layer [A].
Although the case of two resin layers has been described as an example, in the present invention, it is sufficient that a resin layer containing an ionomer is present on the surface in contact with the metal plate 11, and three or four resin layers are provided. Etc. may be used.
[0052]
Further, the resin layer 13 coated on the metal plate surface may be a single layer. In this case, only the lower layer [B] is coated on the metal plate. In particular, when a resin layer having high impact resistance or scratch resistance is not required, or when flavor adsorbability is not required, the above-mentioned [A] layer can be omitted and a single layer of only the lower layer [B] can be used. .
The resin 12 on the outer surface of the can may be a single layer or a multilayer, and may be the same as or different from the resin on the inner surface of the can. Further, a resin containing no ionomer can be used on the outer surface side.
[0053]
Although the case where the resin layer is coated on both sides of the can has been described above, the present invention may be applied to a case where the resin layer is coated only on the inner surface of the can as shown in FIGS. . In that case, the outer surface of the can after molding is left as a metal plate or is subjected to printing and finishing varnish.
When a resin layer is formed on the inner surface of the can, the corrosion resistance and fragrance resistance of the contents of the can are improved, which is preferable.
[0054]
(Cupping)
Next, a lubricant is applied to a resin-coated metal plate, which is a material of the resin-coated metal drawing and ironing can, and a blank is formed by a known cupping press, and a drawing cup 10 as shown in FIG. Is molded.
[0055]
The drawn cup 10 thus formed is drawn and ironed in the following process, or is processed only by ironing to form a drawn and ironed can. Is relatively small, but the degree of processing of the can body is relatively large, and the degree of processing increases closer to the can body opening 23.
The formation of the neck-in portion 21 in the can body mouth portion 23 is roughly classified into a type in which the neck-in portion 21 is formed in a step-like shape and a type in which the neck-in portion 21 is formed in a conical shape in a longitudinal sectional shape. However, since the degree of processing is large in each type, in the forming process of the flange portion 22 after the formation of the neck-in portion 21, the resin coating is easily peeled off at the can body opening 23.
Such peeling of the resin film has a problem in that the hermeticity of the can cannot be ensured at the wound portion of the can lid.
[0056]
(Heat treatment)
The present invention is characterized in that in order to solve such a problem, before the drawing and ironing, after forming the drawing cup, the side wall portion 15 of the cup opening end portion 14 of the drawing cup 10 is heated as shown in FIG. I do.
The portion to be subjected to the heat treatment is the side wall portion 15 of the squeeze cup 10. Preferably, the heat treatment is performed on the circumferential region 16 having a width in the vicinity of the cup opening end portion 14 (for example, 1 to 15 mm below the upper end). .
By heating the side wall portion 15 or the circumferential region 16 by high-frequency induction heating or the like, the distortion of the resin layer in the side wall portion 15 or the circumferential region 16 of the squeeze cup 10 is reduced, and the adhesion to the metal plate 11 is improved. In the subsequent drawing and ironing process, the formation of the necking portion 21 and the formation of the flange portion 22 of the drawn and ironed can body, or even in the case of wet molding, after the cleaning of the can body after the forming of the drawn and ironed can body, The peeling of the resin layers 12 and 13 does not occur at the body opening 23, and the airtightness of the can can be sufficiently ensured.
A circumferential area 16 having a width of 1 to 15 mm below the upper end of the cup opening end 14 (near the cup opening end) is formed by trimming the upper edge of the can body after the above-described drawing and ironing. It is a portion that becomes the mouth portion 23 and a portion that becomes the flanging portion 22 when the drawn and ironed can body is formed thereafter.
[0057]
In addition, when high-frequency induction heating is used as the heating means, local heating can be performed only in the vicinity of the cup opening end portion 16 of the drawn cup side wall portion, so that heating of the entire can body can be avoided, and pressure resistance due to a decrease in hardness of this portion can be avoided. Can be prevented from lowering.
As a power supply for high-frequency induction heating, for example, a high-frequency power having a frequency of 10 to 200 KHz is used.
As the heating means, similar technical means such as burner heating, electric heater heating, and hot air heating can be used instead of high frequency induction heating.
[0058]
In the high-frequency induction heating according to the present invention, since the metal base facing the heating coil is heated by the eddy current, the heating is performed intensively and locally, the heating time is extremely short, and the processing time is extremely short. And the advantage of high productivity is also achieved.
[0059]
When the high-frequency induction heating treatment is performed, the temperature in the vicinity 16 of the cup opening end of the drawn cup side wall portion 15 is equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin layer used and the crystal melting temperature (Tm) of the thermoplastic resin. The temperature is preferably + 50 ° C. or lower.
More preferably, the temperature is equal to or lower than (Tm). If the heating temperature is high, resin burning may occur depending on the heating time.
The heating time varies depending on the attained temperature and the high-frequency output, but when the attained temperature is from 200 to 250 ° C., it may be generally as short as 0.5 to 10 sec.
In the high-frequency induction heating treatment, the metal plate itself is heated by the induced eddy current, so if the electromagnetic coupling between the drawing cup 10 and the heating coil is interrupted, the cooling of the drawing cup 10 starts, so no special cooling step is required. There is also the advantage that it is.
[0060]
For the high-frequency induction heating treatment, a heating device having a high-frequency induction heating coil known per se can be used. This heating device generally includes a high-frequency heating coil, an electrode for connecting the coil to a power source, and a cooling mechanism for cooling the coil.
[0061]
FIG. 4 schematically shows a high-frequency induction heating apparatus suitably used in the present invention. As shown in FIG. 4, this device includes a high-frequency heating coil 31,

electrodes

32a and 32b for connecting the coil 31 and a power supply, and a cooling mechanism 33 for cooling the coil.
The coil 31 is formed of a one-turn conductive pipe, and has a structure in which high-frequency currents from the

electrodes

32a and 32b pass through the surface thereof and cooling water 34 passes through the inside. If the copper pipe constituting the heating coil 31 is too thick, there is a problem that the heating area expands to a portion other than the vicinity 16 of the cup opening end, and the heating efficiency deteriorates. If the copper pipe is too thin, the cooling capacity will be insufficient and the durability of the coil will be insufficient. Although it depends on the output of the high-frequency heating, it is preferable that the outer diameter φ1 (mm) of the copper pipe is 3 <φ1 <10 and the inner diameter φ2 (mm) is 0.6 × φ1 <φ2 <0.8 × φ1.
[0062]
(Formation of drawn and ironed cans)
As described above, after heating the vicinity 16 of the cup opening end portion of the side wall portion of the drawing cup, the drawn and ironed can is formed by subjecting it to a conventionally known means such as drawing and ironing (DI processing).
[0063]
As a method of ironing (DI processing), a resin-coated metal drawn iron can can be manufactured by a method of ironing one or more steps using an ironing punch.
[0064]
In the above-described drawing and ironing, a series of processing from drawing to ironing can be performed under the following conditions.
Blank diameter… 70-300mm
Aperture condition… Aperture ratio: 1.1 to 3.0
Ironing rate: 30-85%
[0065]
At the time of ironing, it is preferable to reduce the thickness so that the thinning ratio RI defined by the following formula becomes a thickness of 30 to 85%.
RI = ((tB−tW) / tB) × 100
In the above formula, tB is the thickness of the metal plate, and tW is the thickness of the metal plate on the side wall of the drawn and ironed can.
[0066]
Although it has been described above that the drawing cup is heat-treated, when drawing is performed in multiple stages, the drawing cup heat treatment and the cup ironing may be performed on the cup after the second drawing.
[0067]
During drawing and ironing, various lubricants, such as liquid paraffin, synthetic paraffin, edible oil, hydrogenated edible oil, palm oil, various natural waxes, polyethylene wax, synthetic esters, mineral oil, etc., are added to the metal plate or the cup. It can be applied and molded.
The amount of the lubricant applied varies depending on the type of the lubricant, but is generally 50 to 6000 mg / m2 on one side. ² Especially 200 to 2000 mg / m ² The application of the lubricant is carried out by spraying it on the surface in a molten or water-soluble, undiluted state.
In the case of wet forming, ironing is performed by redrawing and ironing in several stages while lubricating and cooling by applying a coolant to the drawing cup.
[0068]
After drawing and ironing as described above, in the case of wet molding, washing and drying are performed. In the case of dry molding, the lubricant is scattered and removed by heating, followed by washing and drying. Then, printing and finishing varnish are applied to the side to be the outer surface of the can, necking and flanging are performed to complete the drawn and ironed can body as shown in FIG.
[0069]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, these Examples are for explanation, and are not limited to the following Examples in any sense.
[0070]
Evaluation and measurement method
(1) Peeling test
After drawing and ironing, the mouth 23 of the can was necked and flanged to form a drawn and ironed can, and the peeling length of the resin film generated at the tip of the flange was visually observed. Table 1 shows the results.
At the time of forming the drawn and ironed can body, the ears generated at the time of drawing and ironing are cut off, the vicinity 16 of the cup opening end of the drawn cup 10 becomes the flange portion 22, and even a slight peeling of the resin layer occurs at this portion. If it is performed, the peeling of the resin layer may increase in the subsequent washing step and the can lid winding step, which is not preferable.
In Table 1, the maximum peeling length of the flange portion 22 in the range of less than 0.1 mm is ○ (good), and the maximum value of less than 0.2 mm and 0.1 mm or more is Δ (allowable). (Within the range), and those having 0.2 mm or more were evaluated as x (defective).
[0071]
(Examples and Comparative Examples)
Phosphoric acid chromate treatment was performed on both surfaces of a metal plate made of an aluminum alloy 3004 having a plate thickness of 0.38 mm. In the phosphoric acid chromate treatment, a metal plate is degreased with caustic soda and slightly etched, and then immersed in a treatment liquid of CrO3: 4 g / L, H3PO4: 12 g / L, F: 0.65 g / L, and the rest. did. The amount of chromium is 3 to 40 mg / m by fluorescence analysis. ² It was made to become.
The surface layer [A] is a 4 μm-thick ethylene terephthalate / ethylene isophthalate copolymer (molar ratio: 92: 8) so that the resin layers 12 and 13 are two layers of the surface layer [A] and the lower layer [B]. The lower layer [B] was prepared by blending an ethylene terephthalate / ethylene isophthalate copolymer (molar ratio: 92: 8) having a thickness of 16 μm with 15% by weight of an ionomer.
The melting point of the polyester resin forming the surface layer [A] and the lower layer [B] was about 230 ° C., and the glass transition temperature (Tg) was about 72 ° C.
Next, the above resin material is supplied to a 45 mmφ single screw extruder equipped with an extrusion lamination facility, melt-extruded on a drum at a temperature of a barrel and a T-die of 250 ° C., and immediately cooled with water for lamination. A resin film was obtained. Thereafter, this film was thermocompression-bonded to both sides of the metal plate heated to 250 ° C. using a laminating roll to obtain a resin-coated metal plate.
[0072]
The resin-coated metal sheet thus obtained was drawn and ironed under the following molding conditions to produce a drawn iron can.
First, a synthetic ester-based lubricating oil was applied to both surfaces of the above resin-coated metal plate at 600 mg / m ² (Per side). After the coating, a circular blank having a diameter of 140 mm was punched out by a draw molding machine and drawn at a drawing ratio of 1.60 to form a drawn cup having an average height of the body wall of 35 mm and an inner diameter of 88 mm.
[0073]
(High frequency induction heating)
Next, the circumferential region 16 of the squeeze cup 10 was locally heated by the following high-frequency induction heating device, and the adhesion of the resin layer was changed by changing the heating temperature (peak temperature) and the heating time.
[0074]
(High frequency induction heating device)
The heating coil is a ring-shaped coil (see FIG. 4) in which a copper pipe having an outer diameter of 5 mm and an inner diameter of 3 mm is curved into a substantially same circular shape as the cup opening end 14 of the drawing cup. Is suppressed.
The high-frequency induction heater used a device having a rated output of 30 kW and a nominal frequency of 30 ± 5 kHz, and heat-treated the vicinity 16 of the cup opening end in the range of Tg (resin glass transition temperature) to Tm (resin crystal melting temperature) + 50 ° C. . Since the heating time is sufficient if the adhesion of the resin is improved, the heating time was changed in the range of 0.5 to 10 seconds.
[0075]
After the heat treatment, the squeeze cup,
Ironing punch diameter: 3-stage ironing 65.8mmφ,
Total ironing rate: 68%,
Then, a necking portion and a flange portion were formed, and the degree of peeling of the resin layer at the tip of the flange portion was evaluated.
Example 5 shows a case where a tin plate was used as a metal plate. Plate thickness 0.25mm, temper T3CA, both sides plating amount 2.8g / m ² , And the amount of chromium was 7 mg / m2 by electrolytic treatment in sodium bichromate solution. ² Example 3 was carried out except that the surface treatment was performed.
As the heating temperature, a thermo label was attached to a cup and the attained temperature was measured.
[0076]
(Comparative Example 1)
Except for not performing the heat treatment on the cup side wall portion 15 or the vicinity 16 of the can body mouth portion of the above-described draw cup, a drawn iron can was formed from the drawn cup in the same manner as in the example. Table 1 shows the results.
(Comparative Example 2)
The procedure was the same as Example 1 except that the cup heat treatment temperature was 50 ° C. Table 1 shows the results.
(Comparative Example 3)
Example 4 was repeated except that the cup heat treatment temperature was 300 ° C. Table 1 shows the results.
[0077]
[Table 1]

As can be seen from Table 1, the resin-coated metal drawn and ironed cans of Examples 1 to 5 of the present invention were excellent in that no peeling of the inner flange resin layer was observed.
On the other hand, the resin-coated metal drawn and ironed can bodies of Comparative Examples 1 and 2 were defective because peeling of the resin was observed at the flange portion. In addition, when the heating temperature was high even when the opening end was heated (Comparative Example 3), although the resin did not peel off, cracking of the resin occurred in necking and flanging, resulting in a defective can.
[0078]
【The invention's effect】
The method for producing a resin-coated metal drawn and ironed can according to the present invention prevents the resin layer of the flange portion from being peeled off after the drawn and ironed can body is formed by heating the cup side wall portion or the vicinity of the cup opening end of the drawn cup. It can be suitably used as a squeezed and ironed can that requires high airtightness and has contents of sake, beer, chuhai, sports drink, carbonated beverage and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a drawing cup in a manufacturing process of a resin-coated metal drawing and ironing can.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a can body in which a flange portion is formed from a resin-coated metal drawing and ironing can in a manufacturing process of the resin-coated metal drawing and ironing can of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view illustrating a heating process of a draw cup using a high-frequency induction heating device.
FIG. 4 is a schematic explanatory view showing a structure of a high-frequency induction heating device suitably used in the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another example of a drawing cup in a manufacturing process of a resin-coated metal drawing and ironing can.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another example of a can body in which a flange portion is formed from a resin-coated metal drawing and ironing can in a manufacturing process of the resin-coated metal drawing and ironing can of the present invention.
[Explanation of symbols]
10: Squeeze cup
11: metal plate
12, 13: resin layer
14: Cup open end
15: Squeeze cup side wall
16: near the end of the cup opening on the side wall of the iris cup
20: Resin-coated metal drawing and ironing can
21: Neck-in part
22: Flange part
23: Can body mouth
31: heating coil
32a, 32b: electrodes
33: Cooling mechanism
34: Cooling water

Claims

A blank is punched out from a resin-coated metal plate coated with a thermoplastic resin layer on one or both sides of a metal plate to form a drawn cup by drawing, and the side wall or the cup opening end near the drawn cup is formed of the thermoplastic resin. After the thermoplastic resin layer is brought into close contact with the metal plate by performing a heat treatment at Tg to Tm + 50 ° C., a redrawing and ironing process or an ironing process is performed, and a necking process and a flanging process are further performed to form a can body. A method for producing a resin-coated metal drawing and ironing can, wherein a can lid is wound and joined to a can body mouth portion of the can body.

2. The resin according to claim 1, wherein at least the resin layer of the thermoplastic resin layer that is in contact with the inner surface of the can of the metal plate comprises a resin composition layer mainly composed of (a) a saturated polyester resin and (b) an ionomer resin. 3. Manufacturing method of coated metal drawn iron cans.

The resin-coated metal plate, wherein a resin layer is coated on only one surface of the metal plate, and a drawing cup is formed by drawing so that the resin layer is inside the can. 3. The method for producing a resin-coated metal drawn and ironed can according to 1 or 2.