JP2011101887A

JP2011101887A - 金属缶体溶接継目部内面の補修方法

Info

Publication number: JP2011101887A
Application number: JP2009256901A
Authority: JP
Inventors: Takashi Arai; 隆新井
Original assignee: Dainichi Can Co Ltd
Current assignee: Dainichi Can Co Ltd
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-05-26

Abstract

【課題】テープ補修部の耐久性及び経時での耐食性を改善する金属缶体バタフライ溶接継目部内面の補修方法を提供する。
【解決手段】金属缶体用溶接缶胴の溶接継目部内面及びその周縁の防食前処理金属面に補修テープ６を熱融着する工程よりなる連続的金属缶体溶接継目部内面の補修方法であって、該溶接缶胴がオーバーラップシームによるバタフライ溶接で接合されており、該溶接缶胴の溶接継目部内面及びその周縁に鋼板の厚み分の折り曲げ加工を施して、バタフライ溶接接合により該溶接継目部内面及びその周縁に形成される段差をなくし、補修テープの未融着部６aの未融着幅を折り曲げ加工前の３０〜６０％の範囲に低減させることを特徴とする金属缶体溶接継目部内面の補修方法。
【選択図】図１

Description

本発明は金属バタフライ溶接缶体の缶胴側面溶接継目部内面及びその周縁の防食前処理金属面にテープ状樹脂フィルムよりなる補修テープを融着し、該溶接継目部内面及びその周縁を被覆補修する方法に係り、食品、塗料、接着剤、染料、香料、洗剤、油脂、酸、アルカリその他の化学品等の内容物を充填、保存、運搬する耐食性、気密性、安全性容器を高速、連続的、高能率、経済的に製造することを可能にする前記補修方法に関する。

従来金属缶としては、半田缶、樹脂接着缶、シーリング剤充填式ロックシーム缶、溶接缶等が製造されているが、最近は特に強度や経済性の点で鋼板溶接缶が多用されている。

この溶接缶は一般には各種防錆前処理した所定サイズの鋼板を用い、溶接端縁部を筒状に重ね合せ、シーム溶接にて接合して缶胴を形成し、これに上下の缶蓋を接合して缶体とすることにより得られる。
上記シーム溶接として、オーバーラップシームによるバタフライ溶接及びマッシュシームによるウイマ溶接が知られている。

上記溶接継目部分は絶縁性の物質が介在すると溶接ができないため各種防錆前処理膜を施さず、金属面が露出し非常に腐食され易い状態にあり、又重ね合せ溶接部の段差や溶接時のスパッター生成現象があり、この部分の完全防食のためには強靭・厚膜の帯状防食保護被覆補修が必要となる。

上記溶接継目部分の防食保護被覆補修のために、特開平９−１０８７５２号公報（特許文献１）及び特開平１０−１５６９０号公報（特許文献２）には、複数個の金属缶体用溶接缶胴を、該溶接缶胴の溶接継目部内面がその長さ方向同一線上に配置される方向に、相互に一定の間隔を置いて、所定の速度で、溶接継目部内面及びその周縁を一定温度に予熱しながら連続的に搬送し、同時に前記溶接缶胴の搬送速度に同調し、テープガイドにより補修テープを連続的に繰り出して、予熱された溶接継目部内面及びその周縁の防食前処理金属面に当接させ、押圧ローラーにより熱融着させる工程を連続的に行ない、該補修テープが溶接継目部内面先端周縁に熱融着された時点で、先行する缶胴との間にあって軟化状態にある余剰補修テープを下方に真空吸引し、それぞれの溶接継目部内面端に沿って精密に切断し除去する工程を順次行なうことによりなる金属缶体溶接継目部内面の補修方法が記載されている。

また、特許文献２には、上記補修方法に用いられる補修テープとして、エポキシ基官能基を有し、他のエポキシ基と反応する官能基を有しない熱溶融接着性、耐食性ポリエチレン系共重合体樹脂を加熱加工して得られる樹脂フィルムよりなるものが記載されている。

特開平９−１０８７５２号公報特開平１０−１５６９０号公報

従来の溶接缶体継目部内面の補修方法の金属缶体用溶接缶胴としてオーバーラップシームによるバタフライ溶接で接合された溶接缶胴を使用する場合、補修テープが当接される溶接継目部内面及びその周縁にバタフライ溶接接合による段差が生じ、当接された補修テ
ープが溶接段差エッジ部に食い込み、その厚みが低減して内容物が透過し易くなると共に該段差により補修テープの未融着部を生じ、未融着部に密閉された空気が補修テープを熱融着させる際に熱膨張し、補修テープが破裂する危険があり、補修テープの耐久性及び経時での防食性に問題がある。
本発明は、バタフライ溶接で接合された溶接缶胴の溶接継目部内面及びその周縁に補修テープを当接する場合に、耐久性及び経時での防食性を改善した補修テープを用いた金属缶体溶接継目部内面の補修方法を提供することを目的としている。

本発明は、複数個の金属缶体用溶接缶胴を、該溶接缶胴の溶接継目部内面がその長さ方向同一線上に配置される方向に、相互に一定の間隔を置いて、所定の速度で、溶接継目部内面及びその周縁を一定温度に予熱しながら連続的に搬送し、同時に前記溶接缶胴の搬送速度に同調し、テープガイドにより補修テープを連続的に繰り出して、予熱された溶接継目部内面及びその周縁の防食前処理金属面に当接させ、押圧ローラーにより熱融着させる工程を連続的に行ない、該補修テープが溶接継目部内面先端周縁に熱融着された時点で、先行する缶胴との間にあって軟化状態にある余剰補修テープを下方に真空吸引し、それぞれの溶接継目部内面端に沿って精密に切断し除去する工程を順次行なうことによりなる金属缶体溶接継目部内面の補修方法であって、該溶接缶胴がオーバーラップシームによるバタフライ溶接で接合されており、該溶接缶胴の溶接継目部内面及びその周縁に鋼板の厚み分の折り曲げ加工を施して、バタフライ溶接接合により該溶接継目部内面及びその周縁に形成される段差をなくし、補修テープの未融着部の未融着幅を折り曲げ加工前の３０〜６０％の範囲に低減させることを特徴とする金属缶体溶接継目部内面の補修方法に関する。

本発明によれば、バタフライ溶接で接合された溶接缶胴の溶接継目部内面及びその周縁に鋼板の厚み分の折り曲げ加工を施すことにより、バタフライ溶接接合による段差がなくなり、当接された補修テープが溶接段差エッジ部に食い込み、その厚みが低減して内容物が透過し易くことがなく、また補修テープの未融着部の空隙が減少するので、補修テープを熱融着させる際、密閉された空気が熱膨張して補修テープが破裂する危険が低減され、補修テープの溶接継目部内への熱融着が良好となり、補修テープの耐久性及び経時での防食性を改善し、ひいては耐久性及び経時での耐食性を改善する金属缶体溶接継目部内面の補修方法が提供される。

本発明方法における溶接継目部内面及びその周縁の防食前処理金属面に当接された補修テープを説明するための概略断面図である。溶接継目部内面及びその周縁に当接された補修テープを説明する比較のための概略断面図である。

本発明方法の適用される金属缶は、従来公知の金属缶であれば特に制限されるものではないが、鋼板溶接缶に適用するのが特に好適である。

本発明において、金属缶体用溶接缶胴の缶胴側面溶接継目部内面及びその周縁部分を高速連続生産方法で補修テープにより被覆補修する方法としては、特に限定されるものではなく従来公知の方法も適宜選定して使用することができるが、その好ましい態様の１例について以下説明する。

上記金属缶の高速連続生産方法で補修テープを用いる補修方法として、例えば、複数個の金属缶体用溶接缶胴を、該溶接缶胴の溶接継目部内面がその長さ方向同一線上に配置さ
れる方向に、相互に一定の間隔を置いて、所定の速度で、溶接継目部内面及びその周縁を一定温度に予熱しながら連続的に搬送し、同時に前記溶接缶胴の搬送速度に同調し、テープガイドにより補修テープを連続的に繰り出して、予熱された溶接継目部内面及びその周縁に当接させ、押圧ローラーにより熱融着させる工程を連続的に行ない、該補修テープが溶接継目部内面先端周縁に熱融着された時点で、先行する缶胴との間にあって軟化状態にある余剰補修テープを下方に真空吸引し、それぞれの溶接継目部内面端に沿って精密に切断し除去する工程を順次行ない、金属缶体用溶接缶胴の溶接継目部内面及びその周縁に補修テープを熱融着させる方法があげられる。

上記方法において、搬送される各溶接缶胴間の間隔は、１５〜４０ｍｍの範囲が好ましい。上記方法において、溶接缶胴の搬送速度は、金属缶生産における従来公知の高速連続搬送生産方式にしたがって任意に選定することができる。

本発明方法において、溶接継目部内面及びその周縁の予熱温度は、補修テープが強力に融着する温度範囲で、該補修テープを構成する樹脂の融点以上、分解温度以下、又表面に印刷インキが施されている場合はそのインキの耐熱限界温度以下が望ましく、具体的には１００℃〜３００℃、望ましくは１５０℃〜２５０℃の範囲である。

本発明方法における補修テープとしては、金属缶体缶胴内側面溶接継目部金属及びその周縁の防食前処理金属面と強力な熱接着性、耐食性を示す官能基としてエポキシ基を有し、他にエポキシ基と反応する官能基を有しない熱溶融接着性、耐食性ポリエチレン系共重合体樹脂を加熱加工して得られる樹脂フィルムを使用することができる。

上記補修テープを構成するポリエチレン系共重合体樹脂成分内にカルボキシル基、水酸基、アミノ基などのエポキシ基と反応する官能基が存在すると樹脂フィルム製造時の乾燥、溶融押出し等の加工時、又は経時変化により、エポキシ基が化学変化を起す恐れがあり、その場合は一定の性能を確保し難い。

本発明の補修テープを構成する樹脂フィルムとしては、エポキシ基含有量０．５〜２５０ミリ当量／１００ｇ、融点９０〜１２０℃、メルトインデックス１〜２０ｇ／１０ｍｉｎ（１９０℃）のものが望ましい。

本発明の補修テープにおいて、使用されるポリエチレン系共重合体樹脂の製造に用いられるエチレンと共重合するエポキシ基含有モノマーの例として、アリルグリシジルエーテル、メタリルグリシジルエーテル、３，４−エポキシ−１−ブテン、３，４−エポキシ−１−ペンテン、３，４−エポキシ−１−ヘキセン、ビニルフェノールグリシジルエーテル類、イソプロペニルフェノールグリシジルエーテル、ビニルシクロヘキサンエポキシド、ｐ−グリシジルスチレン、スチレン−ｐ−グリシジルエーテルなどがあげられる。これらのモノマーはポリエチレンのグラフト共重合用に用いてもよい。またこの際物性改善のため少量のオレフィンを添加することも可能である。

本発明の補修テープは、前記エポキシ基含有ポリエチレン系共重合体樹脂を熱溶融し、Ｔダイ法又はインフレーション法によりフィルム状に押出し、幅３〜５０ｍｍに切断し厚さ０．０５〜０．５０ｍｍの範囲のテープとして使用される。またこの際耐食性改善のため、少量の酸化チタン等の顔料を添加することも可能である。

本発明において、前記エポキシ基含有ポリエチレン系共重合体樹脂より得られる前記補修テープは、金属缶胴側面溶接継目部内面に強力に熱接着するのみならず、該継目部内面隣接周縁の防食処理膜として、通常のクロメート化成処理膜、エポキシ樹脂防食塗装膜またはポリエチレン系フィルムラミネート膜等に強固に熱融着し、金属缶全体の十分な耐食性を与えることが可能である。

以下、本願発明の補修方法において、溶接缶胴の溶接継目部内面及びその周縁に施される折り曲げ加工方法及び溶接缶胴の形成について説明する。

上記折り曲げ加工は、例えば、駆動式の上下ロールにクリアランス及び高さ調整機能を有する折り曲げ加工試験装置を用いて行なうことができる。上ロールには凹部、下ロールには凸部を有し、鋼板材料を上下ロール凹凸部に通過させて行なうことができる。
上記鋼板材料の大きさは、１８リットル缶の場合、長さ９０４ｍｍ×幅３５３．５ｍｍ×厚み０．３２ｍｍである。
折り曲げ加工試験装置に鋼板材料を搬入する手段として、等間隔に爪を配置したチェーンを備えたカッティング搬送装置を用いることができる。
カッティング搬送装置より順送された缶胴用鋼板は、金属ロール段差部を通過時に、段差をなくすために、鋼板の厚み分の折り曲げ加工が施される。
金属ロール段差部は凹金属ロールと凸金属ロールとからなり、金属ロールの凹凸部の隙間を鋼板の厚みに調整し、凹金属ロールを左右にずらしてクリアランスを調整することができる。
クリアランスを調整して、補修テープの未融着部の未融着幅を折り曲げ加工前の３０〜６０％の範囲に低減させることが好ましい。３０％未満では折り曲げ加工を施される鋼板の厚みが減少するので好ましくなく、鋼板の厚みよりも小さくなると剪断されて容器にならず好ましくない。６０％を超えると金属面と補修テープの間に生じた空隙が大きくなり、密閉された空気が熱融着の際に熱膨張し、補修テープが破裂する危険が増大するので好ましくない。

金属ロールを通過した缶胴用鋼板は、常法により、エンボス加工、胴折り曲げ加工後、缶胴用鋼板の端部を重ね合せて缶胴が形成される。
このようにして形成された缶胴の継目であるサイドシーム部の重ね合せたオーバーラップ幅を所定値、例えば、１８リットル缶の場合、約２〜４ｍｍとし、バタフライ溶接機（例えば、富士工業所製、昭和６２年製）を用い、重ね合せた鋼板を上下の電極ロールに撓み、上下から加圧しながら通電し、ミシン目の様に連続的溶接を行なって、バタフライ溶接缶胴が形成される。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。

製造例１
１８リットル缶用バタフライ溶接缶胴の製造
長さ９０４ｍｍ×幅３５３．５ｍｍ×厚み０．３２ｍｍ鋼板材料を、カッティング搬送装置を用いて駆動式の上下ロールにクリアランス及び高さ調整機能を有する折り曲げ加工試験装置に搬入し、金属ロール段差部を通過時に、段差をなくすために鋼板の厚み分の折り曲げ加工を施した。
金属ロールの凹凸部の隙間を０．３２ｍｍに調整し、クリアランスを０．６４ｍｍに調整した。
金属ロールを通過した缶胴用鋼板を常法により、エンボス加工、胴折り曲げ加工後、缶胴用鋼板の端部を重ね合せて缶胴を形成した。
このようにして形成された缶胴のオーバーラップ幅を２ｍｍとし、バタフライ溶接機（富士工業所製、昭和６２年製）を用い、重ね合せた鋼板を上下の電極ロールに挟み、上下から加圧しながら通電し、連続的溶接を行なって、１８リットル缶用バタフライ溶接缶胴を形成した。

実施例１
複数個の製造例１で形成されたバタフライ溶接缶胴を、溶接継目部内面及びその周縁を予熱しながら連続的に搬送し、同時に前記バタフライ溶接缶胴の搬送速度に同調し、テープガイドによりエチレン−アクリルグリシジルエーテル共重合体（エポキシ基含有量８０ミリ当量／１００ｇ、融点１０２℃、メルトインデックス４．０ｇ／１０ｍｉｎ）製補修テープ（厚さ１２０μｍ、幅１８ｍｍ）を連続的に繰り出し、予熱された溶接継目部内面及びその周縁の防食前処理金属面に当着させ、シリコーンゴム製押圧ロールで、１８０℃、３ｋｇｆ／ｃｍ^２の条件下に加圧融着させる工程を連続的に行ない、搬送隣接缶胴間にあり軟化状態の余剰補修テープを搬送装置下方に設置された真空装置よりの真空度約３００ｍｍＨｇのバキュームホース（径３０ｍｍ）で吸引除去し、溶接継目部内面を補修した実施例１の１８リットル缶用バタフライ溶接缶胴を得た。溶接段差エッジ部での補修テープの厚みの減少は認められなかった。未融着部の未融着幅は０．４７ｍｍで折り曲げ加工を施さない場合の４４％まで低下した。バタフライ溶接接合による段差がなくなり、補修テープの熱融着状態は良好であった。

比較例１
折り曲げ加工を施さない従来の１８リットル缶用缶胴を用いる以外、実施例１と同様にして、比較例１の１８リットル缶用バタフライ溶接缶胴を得た。溶接段差エッジ部に補修テープが食い込み厚みが６０μｍまで減少した。未融着部の未融着幅は１．０６ｍｍであった。補修テープの熱融着状態はバタフライ溶接接合による段差のため不安定であった。

１缶胴用鋼板
２溶接部
３クリアランス
４空隙
５エッジ部
６補修テープ
６ａ補修テープ未融着部

Claims

複数個の金属缶体用溶接缶胴を、該溶接缶胴の溶接継目部内面がその長さ方向同一線上に配置される方向に、相互に一定の間隔を置いて、所定の速度で、溶接継目部内面及びその周縁を一定温度に予熱しながら連続的に搬送し、同時に前記溶接缶胴の搬送速度に同調し、テープガイドにより補修テープを連続的に繰り出して、予熱された溶接継目部内面及びその周縁の防食前処理金属面に当接させ、押圧ローラーにより熱融着させる工程を連続的に行ない、該補修テープが溶接継目部内面先端周縁に熱融着された時点で、先行する缶胴との間にあって軟化状態にある余剰補修テープを下方に真空吸引し、それぞれの溶接継目部内面端に沿って精密に切断し除去する工程を順次行なうことによりなる金属缶体溶接継目部内面の補修方法であって、該溶接缶胴がオーバーラップシームによるバタフライ溶接で接合されており、該溶接缶胴の溶接継目部内面及びその周縁に鋼板の厚み分の折り曲げ加工を施して、バタフライ溶接接合により該溶接継目部内面及びその周縁に形成される段差をなくし、補修テープの未融着部の未融着幅を折り曲げ加工前の３０〜６０％の範囲に低減させることを特徴とする金属缶体溶接継目部内面の補修方法。