JP3952382B2

JP3952382B2 - 樹脂被覆金属板の製造方法

Info

Publication number: JP3952382B2
Application number: JP2002139520A
Authority: JP
Inventors: 淳治松村; 英一郎笠戸; 崇君塚; 佳恭臼杵
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2022-05-15
Also published as: JP2003326663A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも金属板の片面側に保護被膜となる熱可塑性樹脂フィルムがラミネートされた樹脂被覆金属板に関し、特に、熱硬化型接着剤を介して熱可塑性樹脂フィルムが金属板にラミネートされ、且つ、結晶化度が０〜６０％の範囲となるように熱可塑性樹脂フィルムが非晶質化された樹脂被覆金属板を製造するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
缶容器の本体部材となる缶体や、缶容器の端板部材となる缶蓋や、缶容器の開口部をリシール（再密閉）可能に閉鎖する金属製キャップなどを製造するための材料として、金属板の片面（缶体，缶蓋，キャップ等の内面側）又は両面に対して、金属板に耐腐食性を与えるための保護被膜として、予め製膜された熱可塑性樹脂フィルムをラミネートした樹脂被覆金属板が、従来から広く一般的に使用されている。
【０００３】
そのような熱可塑性樹脂フィルムをラミネートした樹脂被覆金属板について、熱可塑性樹脂フィルムと金属板との密着性を優れたものとし、レトルト殺菌にも耐えられるように、イソシアネート系，エポキシ系，フェノール系等の熱硬化型接着剤を介して熱可塑性樹脂フィルムを金属板に接着するということが従来から行われており、また、樹脂被覆金属板から製品を加工するときの熱可塑性樹脂フィルムの耐加工性を優れたものとするために、ラミネートされた後の熱可塑性樹脂フィルムを、融点（結晶溶融温度）以上に加熱してから急冷することで予め非晶質化（アモルファス化）しておくということも従来から行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、熱可塑性樹脂フィルムが熱硬化型接着剤を介してラミネートされ、且つ、熱可塑性樹脂フィルムが予め非晶質化される樹脂被覆金属板について、その製造ラインを高速化（ラミネート速度を高速化）した場合に、巻き取られた樹脂被覆金属板のコイルの両端部に所謂「耳立ち」現象が現れて、大きなコイル径に巻き取れないことから、生産稼働率を上げることができないという問題が起きることが判った。
【０００５】
この「耳立ち」現象については、ラミネート後の熱可塑性樹脂フィルムを融点以上に加熱してから急冷して非晶質化する（結晶化度を０〜６０％の範囲、好ましくは０〜４０％の範囲とする）工程に起因するものであって、非晶質化工程で熱可塑性樹脂フィルムを融点以上（Ｔｍ〜Ｔｍ＋３０℃）に加熱した際に、図２（Ｂ）に示すように、溶融したフィルム３の端部が金属板２の幅方向で縮み、その縮んだ部分が数ミリ幅で盛り上がった状態のまま冷却されて縮み瘤３ｂが形成される。
【０００６】
そのように帯状の樹脂被覆金属板の幅方向両端で、帯状の樹脂被覆金属板の長手方向（走行方向）に対して波状に縮み瘤が形成されることで、帯状の樹脂被覆金属板をコイル状に巻き取った時に、図３（Ｂ）に示すように、縮み瘤が累積されたコイルの両端部が、その他の部分よりも厚くなってコイルの径方向に突出することで、所謂「耳立ち」が現れることとなり、それによって、帯状の樹脂被覆金属板が幅方向両端で多数の皺が発生するという不都合が生じる。この縮み瘤の累積による「耳立ち」は、樹脂被覆金属板を長く形成して巻き取るコイルを大径化すればする程大きなものとなる。
【０００７】
そのような「耳立ち」の起因となる縮み瘤については、本出願人による種々の研究から、ラミネート速度（フィルムや金属板の進行速度）を１５０ｍ／分以上に速くすると、フィルム端部での縮み量（縮み瘤）が大きくなる傾向のあることが判っている。すなわち、同じ製造ラインで熱可塑性樹脂フィルムのラミネートと非晶質化を連続して行った場合に、ラミネート速度が速いと、接着剤層が未だ充分に硬化することなく軟らかい状態で、非晶質化のための加熱によりフィルムが溶融させられるため、接着剤層がフィルムを充分に拘束できず、そのためにフィルムの端部が大きく縮んで縮み瘤ができる。
【０００８】
また、熱可塑性樹脂フィルムのラミネートと非晶質化を同じラインで連続して行わない場合であっても、ラミネート速度が速いと、ラミネートする際の金属板へのフィルムの押し付けがフィルム両端部で弱いものとなり、フィルム端部（フィルムエッジ）が浮き気味となって白化する（フィルムと接着剤層が剥離する）ことがあることから、そのような樹脂被覆金属板について熱可塑性樹脂フィルムを非晶質化する際に、接着剤層から剥離したフィルム端部が溶けた時に大きく縮んで縮み瘤ができる。
【０００９】
本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、少なくとも金属板の片面側で熱可塑性樹脂フィルムが熱硬化型接着剤を介してラミネートされて非晶質化されている帯状の樹脂被覆金属板について、ラミネート速度を高速化して樹脂被覆金属板を製造しても、フィルム端部に縮み瘤ができないようにして、大径のコイル状に巻き取っても「耳立ち」が起きないようにすることを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、少なくとも金属板の片面側で保護被膜となる熱可塑性樹脂フィルムが熱硬化型接着剤を介してラミネートされた樹脂被覆金属板の製造方法において、帯状の熱可塑性樹脂フィルムを、フィルム幅よりも僅かに狭い幅の熱硬化型接着剤層を介して、接着剤層のないフィルム端部では熱可塑性樹脂フィルムを直接的に熱接着させるように、帯状の金属板に対して連続的にラミネートした後、これを熱可塑性樹脂フィルムの融点以上に加熱してから急冷することで、熱可塑性樹脂フィルムの結晶化度が０〜６０％の範囲となるように非晶質化することを特徴とするものである。
【００１１】
上記のような樹脂被覆金属板の製造方法によれば、金属板に熱可塑性樹脂フィルムを高速でラミネートしても、その後、非晶質化工程で熱可塑性樹脂フィルムの融点以上に加熱した際に、接着剤層がないフィルム端部（直貼り部分）では、フィルムが金属板に良く付着して縮まないことから縮み瘤ができることはなく、従って、製造された樹脂被覆金属板を大径のコイル状に巻き取っても、フィルム端部の縮み瘤による「耳立ち」がコイルに現れることはない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の樹脂被覆金属板の製造方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、図１は、本発明の方法により製造した帯状の樹脂被覆金属板について、幅方向一端側での（Ａ）ラミネート後と（Ｂ）非晶質化（アモルファス化）後のそれぞれの状態を断面構造で示し、図２は、従来の方法により製造した帯状の樹脂被覆金属板について、幅方向一端側での（Ａ）ラミネート後と（Ｂ）非晶質化（アモルファス化）後のそれぞれの状態を断面構造で示し、図３は、帯状の樹脂被覆金属板のコイル状に巻き取った状態について、（Ａ）本発明の方法により製造したものと（Ｂ）従来の方法により製造したものとの外観をそれぞれ示すものである。
【００１３】
本発明の方法により製造される製缶用の樹脂被覆金属板の一例について、帯状の樹脂被覆金属板の幅方向一端側での断面構造（幅方向の切断面）により説明すると、図１（Ｂ）に示すように、樹脂被覆金属板１において、金属板２の片方の面（缶内面側）では、熱可塑性樹脂フィルム３が、フィルム幅よりも僅かに狭い幅の熱硬化型の接着剤層４を介して、接着剤層がないフィルム端部（直貼り部分３ａ）では金属板２と直接的に熱接着するように、金属板２に対してラミネートされている。なお、樹脂被覆金属板１の反対側の面（缶外面側）には、保護被膜となる熱可塑性樹脂フィルム５が全面的に熱接着で金属板に直接的にラミネートされている。
【００１４】
製缶用の樹脂被覆金属板の基材となる金属板については、特に限定されるものではなく、アルミニウム板やアルミニウム合金板、或いは、ニッケルメッキ鋼板，錫メッキ鋼板，極薄錫メッキ鋼板，電解クロム酸処理鋼板，亜鉛メッキ鋼板等の表面処理鋼板のような従来から知られた製缶用金属板のうちから適宜に選択されるものであって、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂との密着性に富むような表面処理を施しておくことが好ましい。
【００１５】
具体的には、絞りしごき加工等が施されるシームレス缶用の金属板として、厚さが０．２４〜０．３８ｍｍのアルミニウム合金板については、片面の付着量として１〜４０ｍｇ／ｍ²のクロムを付着させたリン酸クロメート処理、もしくは４〜１７ｍｇ／ｍ²のジルコニウムを付着させたリン酸ジルコニウム処理等の化成処理を両面に施したもの、或いは、厚さが０．１５〜０．２５ｍｍのニッケルメッキ鋼板については、片面の付着量として２０〜２０００ｍｇ／ｍ² のニッケルメッキ層の上に、Ｃ量として１〜１００ｍｇ／ｍ² の有機樹脂を主体とする化成処理被膜層を両面に施したものが挙げられる。
【００１６】
金属板に保護被膜としてラミネートされる熱可塑性樹脂フィルムについては、特に限定されるものではなく、ポリエステルフィルム，ポリオレフィンフィルムポリプロピレンフィルム，ナイロンフィルム等の熱可塑性樹脂フィルムのうちから耐熱性に優れたものを適宜に選択して使用することができる。具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート，エチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体，エチレンテレフタレート／アジペート共重合体，ブチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体やこれらの樹脂の２種類以上を混合した樹脂等からなるポリエステル樹脂，ポリプロピレン樹脂等からなる二軸延伸フィルムが好ましい。
【００１７】
熱可塑性樹脂フィルムと金属板の間の接着剤層として使用される熱硬化型接着剤についても、特に限定されるものではなく、イソシアネート系，エポキシ系，フェノール系等の熱硬化型接着剤のうちから適宜に選択されるものであって、この接着剤については、熱可塑性樹脂フィルムの側に塗布して接着剤層を形成しても良いし、金属板の側に塗布して接着剤層を形成しても良い。また、接着剤には、必要に応じて平均粒径が０．１〜０．５μｍの白色顔料（酸化チタン）を添加するようにしても良い。
【００１８】
上記のような金属板と熱可塑性樹脂フィルムと熱硬化型接着剤とにより、図１（Ｂ）に示した断面構造の樹脂被覆金属板を製造するような、本発明の樹脂被覆金属板の製造方法の一実施形態について説明すると、先ず、帯状の熱可塑性樹脂フィルムの片面側に対して、その幅方向両端に適当な幅で接着剤層を設けないように熱硬化型接着剤を塗布して乾燥させることで、フィルム幅よりも僅かに狭い幅の接着剤層を形成しておく。
【００１９】
そのように片面側に熱硬化型の接着剤層が形成された帯状の熱可塑性樹脂フィルムを、帯状の金属板の幅に合わせてスリットしてから、該フィルムと加熱された状態の帯状の金属板とを、何れも高速（２００ｍ／分）で同方向に進行させながら、金属板の片方の面（缶内面側）に対し、加熱された押圧ロールにより熱可塑性樹脂フィルムの接着剤層側を押し付けて、熱可塑性樹脂フィルムを接着剤層を介して金属板に接着させると共に、接着剤層のないフィルムの幅方向両端では０．３〜７．０ｍｍの幅で熱可塑性樹脂フィルムを直接的に金属板に熱接着させることにより、金属板に対して熱可塑性樹脂フィルムを連続的にラミネートする。なお、本実施形態では、金属板の他方の面（缶外面側）に対して、加熱した押圧ロールにより熱可塑性樹脂フィルムを直接的に金属板に熱接着させている。
【００２０】
そして、そのように帯状の熱可塑性樹脂フィルムを帯状の金属板に対して連続的にラミネートした後、連続して同じ製造ラインで、或いは、一旦コイル状に巻き取ってから別の製造ラインでコイルを巻き戻して、この樹脂被覆金属板の温度を熱可塑性樹脂フィルムの融点以上（Ｔｍ〜Ｔｍ＋３０℃）に加熱してから急冷することで、熱可塑性樹脂フィルムの結晶化度が０〜６０％の範囲（好ましくは０〜４０％の範囲）となるように非晶質化（アモルファス化）してから、製造された帯状の樹脂被覆金属板をコイル状に巻き取っている。
【００２１】
なお、結晶化度の測定手順については以下の通りである。
（１）非晶質化したラミネート材を、７ｗｔ％濃度の塩酸に漬けてフィルムを金属板から剥がす。
（２）剥がれたフィルムを純水でよく洗う。
（３）常温で乾燥した後、５ｍｇを採取して熱分析（ＤＳＣ１ｓｔラン）に供する。
（４）熱分析（ＤＳＣ１ｓｔラン）は、１０℃／分の昇温速度で測定して発熱ピークを測定する。この測定値をＡとする。
（５）当該サンプル（上記（４）でＤＳＣ１ｓｔランしたフィルム）を融点以上に加熱した後、水没急冷をして常温で乾燥する。
（６）その後、上記（４）と同一条件で熱分析（ＤＳＣ２ｎｄラン）を実施して発熱ピークを測定する。この測定値をＢとする。
（７）そして、各測定値Ａ，Ｂから結晶化度を下記のように計算する。
結晶化度＝（Ｂ−Ａ）／Ｂ×１００（％）
【００２２】
上記のような本実施形態の樹脂被覆金属板の製造方法によれば、ラミネート速度（フィルムや金属板の進行速度）を２００ｍ／分まで速くしても、非晶質化の工程でラミネート後の熱可塑性樹脂フィルムを融点以上（Ｔｍ〜Ｔｍ＋３０℃）に加熱した際に、図１（Ａ）に示すような、接着剤層がないフィルム端部の直貼り部分３ａで、溶融したフィルム３が金属板２に良く付着して縮まないことから、図１（Ｂ）に示すように、非晶質化（アモルファス化）の後でも、フィルム端部の直貼り部分３ａに縮み瘤ができることはなく、従って、製造された樹脂被覆金属板を大径のコイル状に巻き取っても、図３（Ａ）に示すように、フィルム端部の縮み瘤による「耳立ち」がコイルに現れることはない。
【００２３】
すなわち、同じ製造ラインで熱可塑性樹脂フィルムのラミネートと非晶質化を連続して行うような際に、ラミネート速度を速くすることで、非晶質化の工程では接着剤層が未だ充分に硬化することなく、接着剤層がフィルムを充分に拘束できない状態となっていても、非晶質化の工程でフィルムが溶融したときに、フィルム端部が金属板に良く付着することから、フィルム端部が大きく縮んで縮み瘤ができるようなことはない。
【００２４】
また、ラミネートと非晶質化を連続して行うような場合に限らず、フィルム端部を金属板に直接的に熱接着させていることで、フィルム端部を熱硬化型接着剤を介して金属板に接着させる場合と比べて、ラミネート速度を速くしたときにフィルム端部が浮き気味となることは少なく、且つ、非晶質化の工程でフィルムが溶融したときにフィルム端部が金属板に良く付着することから、フィルム端部が大きく縮んで縮み瘤ができるようなことはない。
【００２５】
なお、直貼り部分３ａの幅については、小さすぎると非晶質化の工程で縮みに対する拘束効果が低くなるので、０．３ｍｍ以上の幅にする必要があり、また、必要以上に大きくすると製品の歩留まりが低下するので、７．０ｍｍ以下の幅にするのが望ましい。そのような意味から、帯状金属板の幅に合わせてスリットされたフィルムの両端の接着剤層のない部分の幅（即ち、ラミネート後に直貼り部となる部分の幅３ａ）が０．３〜７．０ｍｍの幅となるように、帯状フィルムの幅方向のバラツキやラミネート時のフィルムの蛇行等を考慮して、帯状の熱可塑性樹脂フィルムのフィルム幅に対する接着剤の塗布幅を適宜に設定しておくことが望ましい。
【００２６】
以上、本発明の樹脂被覆金属板の製造方法の一実施形態について説明したが、本発明は、上記のような実施形態にのみ限定されるものではなく、例えば、製造する樹脂被覆金属板については、缶体（缶容器の本体部材）を製造するためのものに限らず、缶蓋（缶容器の端板部材）や金属製キャップを製造するための樹脂被覆金属板であっても良く、また、熱可塑性樹脂フィルムと金属板の間に設けられる接着剤層については、予め熱可塑性樹脂フィルムの側に形成する場合に限らず、予め金属板の側に形成しておいても良く、さらに、金属板の他方の面については、実施形態に示すような熱可塑性樹脂フィルムの直接的にラミネートする場合に限らず、接着剤層を介して熱可塑性樹脂フィルムをラミネートしたり、他の有機樹脂を保護被膜として塗布したり、保護被膜を設けない場合をも含めた適宜の構造として実施することが可能である等、適宜変更可能なものであることは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したような本発明の樹脂被覆金属板の製造方法によれば、少なくとも金属板の片面で熱可塑性樹脂フィルムが熱硬化型接着剤を介してラミネートされてから非晶質化される帯状の樹脂被覆金属板について、高速でフィルムをラミネートして樹脂被覆金属板を製造しても、非晶質化の際にフィルム端部に縮み瘤ができることはなく、大きなコイル径で巻き取ってもコイルに所謂「耳立ち」が現れることはないため、樹脂被覆金属板を高速で長い帯状に製造することができて、生産稼働率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法により製造した帯状の樹脂被覆金属板の一例について、幅方向一端側での（Ａ）ラミネート後と（Ｂ）非晶質化（アモルファス化）後の状態をそれぞれ示す断面図。
【図２】従来の方法により製造した帯状の樹脂被覆金属板の比較例について、幅方向一端側での（Ａ）ラミネート後と（Ｂ）非晶質化（アモルファス化）後の状態をそれぞれ示す断面図。
【図３】帯状の樹脂被覆金属板のコイル状に巻き取った状態について、（Ａ）本発明の方法により製造したものと（Ｂ）従来の方法により製造したものとをそれぞれ示す斜視図。
【符号の説明】
１樹脂被覆金属板
２金属板
３熱可塑性樹脂フィルム（缶内面側）
３ａ直貼り部分（接着剤層のないフィルム端部）
３ｂ縮み瘤
４接着剤層
５熱可塑性樹脂フィルム（缶外面側）

Claims

少なくとも金属板の片面側で保護被膜となる熱可塑性樹脂フィルムが熱硬化型接着剤を介してラミネートされた樹脂被覆金属板の製造方法において、帯状の熱可塑性樹脂フィルムを、フィルム幅よりも僅かに狭い幅の熱硬化型接着剤層を介して、接着剤層のないフィルム端部では熱可塑性樹脂フィルムを直接的に熱接着させるように、帯状の金属板に対して連続的にラミネートした後、これを熱可塑性樹脂フィルムの融点以上に加熱してから急冷することで、熱可塑性樹脂フィルムの結晶化度が０〜６０％の範囲となるように非晶質化することを特徴とする樹脂被覆金属板の製造方法。
熱可塑性樹脂フィルムを金属板に直接的に熱接着させた直貼り部分の幅が０．３〜７．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂被覆金属板の製造方法。