JP2807482B2 - 製缶用両面被覆鋼板およびその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般食品、ジュースその他の金属缶に使用
される製缶用両面被覆鋼板およびその製造法に関するも
のである。

従来の技術 従来、製缶用鋼板は、ブリキ（錫めっき鋼板）・テイ
ンフリースチール（クロムめっき鋼板）あるいはアルミ
ニウムを素材として、コイルあるいは切り板の状態で溶
剤型塗料が塗布・乾燥され製造されている。

ブリキ・テインフリースチールあるいはアルミニウム
素材は、鉄鋼メーカーあるいはアルミメーカーにて製造
され、塗装作業は缶メーカーにて行われているのが一般
的である。従って、いわゆる素材の製造と塗装作業は全
く別個の設備にて行われている現状にある。更に、切り
板塗装の場合、鋼板の表裏を同時に塗装することが出来
ず、片面ずつに分けて塗装せざるを得ない。更には、現
行の塗装作業スピードは高々150m/min.程度であり、生
産性の面でも優れているとは言えない。

発明が解決しようとする課題 本発明は、良好な耐食性を有する製缶用両面被覆鋼板
を、生産性良く、簡易な方法で製造することを目的にな
されたものである。

即ち、前述せるごとく、多工程にまたがり低い生産性
で製造されている現在の製缶上鋼板に替わるものとし
て、一つの製造ライン内にて、高速で、安価な設備費で
製造可能な、優れた性能を有する新しい製品およびその
製造法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明においては、容器用表面処理鋼板として多用さ
れているブリキあるいはテインフリースチールの製造ラ
インを、めっきと共に樹脂被覆をも可能な機能を有する
ものとする。

既存の容器用表面処理鋼板製造ラインの構成は、脱脂
・酸洗等のめっき前処理部、Ni、Sn、Cr等の金属あるい
はその合金を単層あるいは多層にめっきする電気めっき
部、ブリキの場合には光沢を出すための加熱溶錫処理
部、塗装下地としての性能を確保することを主目的に行
う化学処理部、潤滑防錆用の表面油塗装部より成ってい
る。

樹脂被覆板の製造を、既存の容器用表面処理鋼板の製
造ライン内で行うためには、少なくとも化学処理部まで
は同一の工程を採用せざるを得ない。従って、塗装作業
は金属めっきおよび化学処理作業が完了したのちの後工
程にて行われる事になる。その際に解決されねばならな
い事は、ライン速度が極めて速いため速度の製造技術を
そのまま適用出来ないことである。

溶剤型塗料を300〜400m/min.のスピードで塗布するこ
とは容易ではなく、適切な方法は見いだされていない。
もし、有効な塗布方法が見いだされたにしても、これを
乾燥・成膜するために必要とされる焼成炉だけで200〜3
00mの長さを有する非常に大仕掛のものとなり、現実的
ではない。

本発明者らは、既存の容器用表面処理鋼板の製造ライ
ン内にて容易に行いうる両面被覆鋼板の製造方法につき
種々検討を行った結果、本発明に到達したものである。

本発明においては、脱脂・酸洗等のめっき前処理が施
された薄鋼板の表面にNi、Sn、Cr、Al等の金属あるいは
その合金をめっきしたのち、その上層にクロメート処理
を施し、次いで該鋼板の片面に200℃以上の温度で延伸
配向性を有する飽和ポリエステル樹脂フイルムを熱圧着
法にてラミネートし、その後、もう一方の鋼板表面上に
190℃以下の温度にて乾燥・成膜可能な水溶性ポリオレ
フイン系樹脂（水分散性をも含む）皮膜を適用する事を
特徴とする。

この方法で製造された両面被覆鋼板は、その片面に延
伸配向性を有する飽和ポリエステル樹脂皮膜を、もう片
面にはポリオレフイン系樹脂皮膜を有する製品となり、
缶体として成形される場合には、ポリオレフイン系樹脂
皮膜面を缶外面に、飽和ポリエステル樹脂皮膜面を缶内
面に使用することにより最も有用な効果を期待できる。

本発明の下地のめっき層であるが、Ni、Sn、Cr、Al等
の金属あるいはその合金をめっきすることを特徴として
いる。めっき金属の種類は、使用される缶内容物により
異なるが、たとえば、高度の耐食性を必要とする内容物
の場合、Sn、Al等の厚めっき材（0.1〜数μ）、その他
の内容物にはNi、Cr、等の薄めっき材（＜0.1μ）が使
用される。

クロメート処理としては、クロム酸を主成分とする溶
液中に硫酸あるいはフッ化物を少量添加した浴を調整
し、鋼板を陰極として電解処理することにより必要なク
ロメート皮膜を得ることが出来る。必要なクロメート皮
膜量としては、水和酸化クロム（Crとして）４〜30mg/c
m²、望ましくは10〜20mg/cm²が必要とされる。

金属クロム皮膜はより優れた接着強度および耐食性を
得るために、10〜200mg/cm²、望ましくは30〜120mg/cm²
の量を水和酸化クロム皮膜の下に存在させると良い。

次に、本発明において飽和ポリエステル樹脂皮膜を選
定した理由は、耐熱性・耐食性・フレーバー保持性・耐
レトルト性および経済性等の面より最も優れた特性を有
しているためである。積層される飽和ポリエステル樹脂
フイルムは、延伸配向性を有するものであり、出来るだ
けその延伸配向性を残存させるようなラミネート作業条
件が設定される。従って、使用される飽和ポリエステル
樹脂フイルム自体も、その目的に合った。例えば２層以
上の多層構造フイルムが使用されることがある。

即ち、鋼板と接する接着層は表面層（本層）より融点
の低い層とし、本層の延伸配向性を破壊しないような温
度条件でのラミネート作業を容易ならしめるために使用
される。

但し、後続して行われる水溶性ポリオレフイン系樹脂
皮膜の乾燥・成膜時に、既に積層されている飽和ポリエ
ステル樹脂皮膜品質が影響されるものであってはならな
いため、接着層の融点は200℃以上のものでなければな
らない。

更に、缶体用の外面印刷（内容物表示のためのラベル
印刷）は後続する製缶工程で必須のものであり、その工
程にて耐熱性問題を生じない最低限の温度もまた200℃
近辺である。この点より、積層される飽和ポリエステル
樹脂は200℃以上の融点を有するものである必要があ
る。

本発明におけるポリエスエル樹脂フイルムは、分子鎖
中に二重結合を含まない飽和ポリエステル樹脂で、周知
のように飽和多価カルボン酸と飽和多価アルコールとの
重合体である。

飽和多価カルボン酸としてテレフタル酸、イソフタル
酸、フタル酸、アジピン酸、セバシン酸等が、また飽和
多価アルコールとしてエチレングリコール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、１、４ブタンジ
オール、ポリアルキレングリコールの誘導体等があり、
これらのホモポリマー、コーポリマーの単体及びブレン
ド物が使用される。

本発明にて積層される樹脂フイルムの厚みは、使用さ
れる缶体によって耐食性への効果、影響は異なり、状況
に応じて設計する必要があることは言うまでもない。ま
た、缶に充填する内容物の腐食性の程度によっても適用
する厚みは違ってくる。例えば、缶蓋へ使用する場合な
どは、16〜20μ程度の厚みで十分である。絞り缶へ使用
する場合でも、加工程度にもよるが20〜30μ程度の厚み
で十分である。

次に、ポリエステル樹脂フイルムを積層した後にもう
片方の鋼板表面上に施される水溶性樹脂としてはポリオ
レフイン系樹脂が使用される。本発明で使用される水溶
性ポリオレフイン系樹脂は、カルボキシル基をその分子
鎖中に含有するポリオレフインのアンモニウム塩ないし
アミン塩からなる自己乳化型樹脂に架橋剤を添加したも
のである。ポリオレフイン系樹脂を選定した理由は、低
温での成膜が可能であり、乾燥・成膜のための必要設備
が極めて簡素なもので可能な点にある。

缶外面用塗料として必要な特性は、素地への密着性に
優れると共に、耐火性・耐油性・耐薬品性あるいは優れ
た潤滑特性が必要とされる。ポリオレフイン系樹脂に共
通した弱点である耐熱性に用途によってはわずかな問題
となることがあるが、殆どの用途において問題なく使用
される。

この自己乳化性ポリオレフイン樹脂は、飽和ポリエス
テル樹脂が積層された鋼板のもう片方の表面上に、スプ
レー塗布・ロールコーター・静電塗布等の方法で塗布さ
れる。その塗布量は乾燥膜圧として２〜10μ、望ましく
は３〜６μ程度の量で塗布される。塗布後の成膜は、水
およびアンモニアを揮散させることにより、樹脂の親水
性が失われ耐水性が著しく向上する。水およびアンモニ
アを揮散させるための温度は極めて低いものでよく、80
〜180℃、更に望ましくは110〜140℃の温度に短時間加
熱するだけでよい。加熱方法としては、熱風乾燥・電気
抵抗加熱・高周波加熱・火炎加熱等の単独あるいは組合
せにより行われる。

最後に、飽和ポリエステル樹脂フイルムの積層を先行
して行い、その後でポリオレフイン樹脂皮膜を形成させ
るように順序を限定した理由であるが、この方法の採用
により、既存の表面処理ラインに極めてわずかな設備を
付加するだけで、高品質の両面被覆鋼板の製造が可能に
なるためである。

例えば、従来のブリキラインには、めっきした錫を溶
融するための通電加熱設備が内蔵されており、この設備
は極めて細かな温度制御が可能であるため飽和ポリエス
テル樹脂フイルムの積層を行うのに最適である。熱風加
熱等では、ライン速度が変化した場合に対応できないた
め、細かな温度制御が必要な場合には不適である。

一方、ポリオレフイン樹脂皮膜の成膜には、温度制御
はそれほど厳密なものである必要がないため、熱風加熱
等の方式の採用が可能である。しかも特定温度での保持
等も必要ないため、高速ラインでの適用が可能である。

以上のごとく、本発明は既存の表面処理ラインに極め
てわずかな設備を付加するだけで高品質の両面被覆鋼板
の製造を行うことを目的になされたものである。

実施例１ 焼鈍・調圧された0.20mmの薄鋼板を、脱脂・酸洗後、
少量の硫酸を含むクロム酸溶液中にて陰極電解し、金属
クロム80mg/cm²および水和酸化クロム15mg/cm²（Crとし
て）皮膜を形成させた。水洗・乾燥後、該鋼板を通電加
熱により加熱し、低温にて２層構造のポリエステルフイ
ルム（全フイルム厚み20μ）を予備圧着後、鋼板温度が
215℃になった所で水中に急冷した。

この際に使用された２層構造のポリエステルフイルム
は、下層に低融点、上層に高融点のもので、ラミネート
後の高融点層は熱的な影響は殆ど受けておらず、使用前
の延伸配向性はそのまま残存していた。

ラミネート皮膜は鋼板の片面のみに施され、もう片面
には、25％の固形分（自己乳化性ポリオレフイン樹脂）
を有する水溶液をスプレー塗布し、鋼板温度が150℃に
なるまで加熱された。この際の加熱方法としては、熱風
加熱方式が採用された。

この様にして製造された片面にポリエステル樹脂皮
膜、もう片方の面にポリオレフイン樹脂皮膜を有する鋼
板を、ポリエステル樹脂皮膜面が缶内になるようにして
缶径68mm、缶高さ36mmの絞り缶を作成し、魚（鮪味付
け）を内容物とする実缶試験を行った。

絞り缶の成形性には何等問題なく順調な成形が行わ
れ、55℃×６ヶ月の貯蔵後管内面を検査したが、腐食・
変色等に起因する外観変化は全くなく優れた性能を示す
ものであった。

比較例１ 実施例１と同様の方法で片面にポリエステル樹脂皮
膜、もう片方の面に水溶性アクリル系樹脂皮膜を有する
両面被覆鋼板を製造した。その際、アクリル系樹脂皮膜
を乾燥・成膜するためには、最高到達温度として280℃
にまで加熱することが必要であった。この際、先行して
積層されたポリエステル樹脂皮膜は融点以上にまで加熱
され、使用前の延伸配向性は完全に破壊された。

この様にして製造された鋼板を、実施例１と同様の絞
り缶に成形したところ、ポリエステル樹脂皮膜に無数の
クラックが生じ実用性のないものであった。

比較例２ 0.20mmの鋼板表面に、Niめっき（500mg/cm²）および
クロメート処理（金属クロム50mg/cm²）水和酸化クロム
（18mg/cm²、Crとして）を施した後、自己乳化性ポリオ
レフイン樹脂をスプレー塗布し、鋼板温度が140℃にな
るまで加熱・成膜された。

その後、もう片方の鋼板表面にポリエステル樹脂フイ
ルムを積層するため、高周波加熱により鋼板表面温度が
210℃になるまで加熱した。鋼板温度が200℃を越えるこ
ろより、ポリエステル樹脂皮膜を有する鋼板表面が変色
しはじめ、その原因はポリオレフイン樹脂の熱分解によ
るものであった。

発明の効果 実施例にても詳述せるごとく、本発明鋼板は既存の表
面処理ライン内で極めて高速作業条件にて、両面被覆鋼
板が製造されるものであり、得られた鋼板は各種の用途
に利用される。

即ち、一般の巻締め蓋、イージーオープン蓋、絞り缶
胴、５ガロンその他の用途に用いられ、特に内容物の腐
食性が厳しい用途に最適である。製造コストも、めっき
と塗装が一つのライン内で行われるため、従来製品と十
分な競争力を有している。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属めっき層およびその上層にクロメート
   処理皮膜を有する薄鋼板の、片面には延伸配向性を有す
   る結晶性飽和ポリエステル樹脂皮膜を、他の片面には該
   結晶性飽和ポリエステル樹脂皮膜の延伸配向崩壊温度以
   下にて乾燥成膜されたポリオレフィン系樹脂皮膜を有す
   る事を特徴とする製缶用両面被覆鋼板。
2. 【請求項２】脱脂・酸洗等のめっき前処理が施された薄
   鋼板の表面にNi、Sn、Cr、Al等の金属あるいはその合金
   をめっきしたのち、その上層にクロメート処理を施し、
   次いで該鋼板の片面に200℃以上の温度で、延伸配向性
   が残存する条件にて飽和ポリエステル樹脂フィルムを熱
   圧着し、その後、他の片面上に190℃以下の温度にてポ
   リオレフィン系樹脂皮膜を乾燥成膜する事を特徴とする
   製缶用両面被覆鋼板の製造法。