JP4692147B2 - ２ピース缶の製造方法および２ピースラミネート缶 - Google Patents

Description

本発明は、例えばエアゾール缶のような加工度の高い２ピース缶の製造方法および加工度の高い２ピースラミネート缶に関するものである。

エアゾール用金属容器には、大別して２ピース缶と３ピース缶が存在する。２ピース缶は、シーム部（溶接部）が存在しないことで外観が美麗である反面、一般的に加工程度が高い。３ピース缶はシーム部が存在することで、２ピース缶に比較すると、外観性が劣るが、一般的に加工程度が低い。この為、市場においては小容量で高級品には２ピース缶が多く使用され、大容量で低価格品には３ピース缶が多く使用されている。

エアゾール２ピース缶における金属素材は、一般的に、高価で板厚の厚いアルミニウムなどが用いられており、安価で板厚の薄いぶりきやティンフリースチールなどの鋼板素材はほとんど用いられていない。その理由は、エアゾール２ピース缶は加工度が高いため、絞り加工やＤＩ加工の適用が難しく、アルミニウムでは軟質金属材料に対して適用可能なインパクト成形を適用して製造しているからである。このような状況下、安価で、薄くても強度の高いぶりきやティンフリースチールなどの鋼板素材を用いることができれば、産業的な意義は非常に大きい。

従来、ラミネート鋼板の絞り加工及びＤＩ加工法は種々提案されているが、エアゾール２ピース缶のように、絞り加工比が高く、缶高さ方向の延伸度が大きな缶体の製造法は提案されていない。

例えば、特許文献１〜３は、樹脂被覆金属板の絞り加工及び絞りしごき加工の加工方法を開示したものであるが、特許文献１〜３に記載の加工度（特許文献１〜３では絞り比）は本発明で規定するものよりも低い範囲にある。特許文献１〜３は飲料缶、食缶などをターゲットとしており、飲料缶、食缶は、本発明で規定する加工度の範囲より低い加工度の缶体であるためである。

特許文献２、３においては、樹脂層の剥離防止や加工後のバリア性を意図して、加工中、及びあるいは加工の途中段階、あるいは最終段階で熱処理を施すことが記載されており、特許文献２では配向性熱可塑性樹脂が用いられ、特許文献３では飽和ポリエステルとアイオノマーのコンパウンド材などが用いられている。

特許文献４、５は、主として樹脂の融点以上で熱処理を施すことによって内部応力を緩和するものであり、缶成形後の段階で適用することが記載されている。また、その缶体の加工度は、明細書本文や実施例の記載を見る限り低い。

また、特許文献２は、内部応力の緩和と配向結晶化促進の為の熱処理の提案であり、現在、飲料缶などで一般的に用いられる手法となっている。特許文献中に明確な記載はないが、配向結晶化は、融点以下の温度で促進する為、熱処理温度は融点以下だと推定される。また、本文、実施例の記載を見る限り、本発明で規定する加工度に比較するとそれより低い加工度のものを対象としていることがわかる。
特公平７−１０６３９４号公報 特許第２５２６７２５号公報 特開２００４−１４８３２４号公報 特公昭５９−３５３４４号公報 特公昭６１−２２６２６号公報

従来技術においては、ラミネート鋼板を用いてエアゾール２ピース缶のように高加工度の成形を行う缶体の製造法は提案されていなかった。そこで、発明者らは、ラミネート鋼板を用いて、絞りしごき加工によって有底筒状に成形後その開口部近傍部分を縮径加工する加工度の高い２ピース缶を製造したところ、高加工特有の問題が発生、具体的には、樹脂層の剥離と破断の問題があった。発明者らの検討の結果、定性的には熱処理が有効であったが、それだけでは十分ではなく、高加工度領域において樹脂層の剥離が避けられなかった。したがって、先行技術を単純に適用しても樹脂層剥離の問題は解決できなかった。また、熱処理工程以降の工程で樹脂層の加工性が劣化する問題もあった。

本発明の課題は、上記問題点を解決し、エアゾール２ピース缶のような高加工度の缶体を製造してもラミネート樹脂層の剥離と破断を防止できる２ピース缶の製造方法を提供することである。また本発明の課題は、ラミネート鋼板を用いたエアゾール２ピース缶の如き高加工度の缶体を提供することである。

発明者らは、エアゾール２ピース缶のような高加工度の加工においては、最終工程まで連続成形するよりは、加工度が特定された範囲にある成形の途中段階で特定の条件で熱処理を施すことで、その後の成形段階での樹脂の剥離と破断を抑制できることを見出した。本発明はこの知見に基づくものである。

上記課題を解決する本発明の手段は次のとおりである。

（１）熱可塑性樹脂被覆層を有するラミネート鋼板の円状板を多段成形して、最終的に、高さｈ、最大半径ｒ、最小半径ｄ（ｒとｄが同じ場合を含む）の最終成形体を製造する２ピース缶の製造方法において、最終成形体の高さｈ、最大半径ｒ、最小半径ｄが、最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板の半径Ｒに対して、０．１≦ｄ／Ｒ≦０．２５、かつ１．５≦ｈ／（Ｒ−ｒ）≦４の関係を満足する範囲に成形するとともに、成形の途中の段階で、成形体をその温度が熱可塑性樹脂の融点以上、融点＋３０℃以下となるように加熱する熱処理を１回以上行うことを特徴とする２ピース缶の製造方法（第１発明）。

（２）熱可塑性樹脂被覆層を有するラミネート鋼板の円状板を多段成形して、最終的に、高さｈ、最大半径ｒ、最小半径ｄ（ｒとｄが同じ場合を含む）の最終成形体を製造する２ピース缶の製造方法において、最終成形体の高さｈ、最大半径ｒ、最小半径ｄが、最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板の半径Ｒに対して、０．１≦ｄ／Ｒ≦０．２５、かつ１．５≦ｈ／（Ｒ−ｒ）≦４の関係を満足する範囲に成形するとともに、中間段階の成形体の高さｈ、最大半径ｒ、最小半径ｄ（ｒとｄが同じ場合を含む）が、前記半径Ｒに対して、０．２≦ｄ／Ｒ≦０．５、かつ１．５≦ｈ／（Ｒ−ｒ）≦２．５の関係を満足する１以上の中間成形段階において、成形体をその温度が熱可塑性樹脂の融点以上、融点＋３０℃以下となるように加熱する熱処理を１回以上行うことを特徴とする２ピース缶の製造方法（第２発明）。

（３）熱処理終了後１０秒以内に鋼板を熱可塑性樹脂のガラス移転点Ｔｇ以下の温度に冷却することを特徴とする（１）または（２）に記載の２ピース缶の製造方法（第３発明）。

（４）前記熱可塑性樹脂がポリエステル樹脂であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の２ピース缶の製造方法（第４発明）。

（５）前記ポリエステル樹脂が、ジカルボン酸成分とジオール成分の縮重合で得られ、ジカルボン酸成分はテレフタル酸を主成分とし、その他の共重合成分に、イソフタル酸成分を含み、あるいは含まず、ジオール成分として、エチレングリコール及び／または、ブチレングリコールを主成分として、その他の共重合成分に、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジオ−ルを含む、あるいは含まない樹脂であることを特徴とする（４）に記載の２ピース缶の製造方法（第５発明）。

（６）前記熱可塑性樹脂被覆層は、ジカルボン酸成分とジオール成分の縮重合で得られ、ジカルボン酸成分はテレフタル酸を主成分とし、その他の共重合成分に、イソフタル酸成分を含み、あるいは含まず、ジオール成分として、エチレングリコール及び／または、ブチレングリコールを主成分として、その他の共重合成分に、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジオ−ルを含む、あるいは含まないポリエステルからなる主相と、主相中に主相と非相溶で分散したガラス転位点（Ｔｇ）が５℃以下の樹脂からなる副相が混合した混合樹脂であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の２ピース缶の製法（第６発明）。

（７）前記副相は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンの酸変性体、ポリプロピレンの酸変性体及びアイオノマーのうちから選ばれる１種以上の樹脂であることを特徴とする（６）に記載の２ピース缶の製法（第７発明）。

（８）樹脂層の面配向係数が０．０６以下であることを特徴とする（１）〜（７）のうちのいずれかに記載の２ピース缶の製法（第８発明）。

（９） （１）〜（８）のいずれかに記載の方法により製造した２ピースラミネート（第９発明）。

本発明によれば、ラミネート鋼板を素材として、樹脂層の剥離と破断を防止して高加工度の２ピース缶を製造することができる。本発明法で製造された２ピース缶は、高加工度が必要なエアゾール２ピース缶等の用途に使用することができる。

本発明の実施の形態と限定理由について説明する。

図１は本発明の缶体の製造工程の一実施形態を説明する図で、円形状ブランクを絞り加工（ＤＩ加工を含む）で有底筒状の成形体に成形し、さらに前記の成形体の開口部近傍を縮径加工して、開口部付近が縮径された２ピース缶を製造する工程順を示している。

図１において、１は加工前の円板状ブランク（ブランクシート）、２は基体部で成形体のストレート壁部分（工程Ｄでは縮径加工されていないストレート壁部分）、３はドーム形状部、４はネック形状部で縮径加工されたストレート壁部分、５はテーパ形状部で、縮径加工後のテーパ壁部分である。

まず円状板ブランク１に１段または複数段の絞り加工（ＤＩ加工を含む）を行い、所定の缶径（半径ｒ；缶外面の半径）を有する有底筒状の成形体に成形する（工程Ａ）。次に成形体の底部を上方に凸状形状に成形してドーム形状部３を形成するドーム加工を行い（工程Ｂ）、さらに成形体の開口側端部をトリムする（工程Ｃ）。次に成形体の開口側部分に１段または複数段の縮径加工を行い成形体の開口部側部分を所定の缶径（半径ｄ；缶外面の半径）に縮径加工し、所望の最終成形体（２ピース缶）を得る。図中、Ｒ０は成形前円状板ブランク１の半径、ｈ、ｒ、ｄは、各々、成形途中の段階の成形体または最終成形体の高さ、最大半径、最小半径、Ｒは最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板の半径Ｒ最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板の半径である。本２ピース缶の製造工程では、工程Ａは最大半径と最小半径が同一、すなわちｒ＝ｄであり、工程Ｄはｒ＞ｄである。

最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板の半径Ｒは、最終成形体の測定重量に基づき決定される。すなわち、最終成形体の重量を測定し、この重量と同じにな重量になる成形前の円状板の寸法（半径）を求め、これを最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板の半径Ｒとする。缶体の製造工程の途中で缶端部がトリムされるが、最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板の半径Ｒは、トリムの影響が排除されているので、より適切な加工度の評価が可能になる。

このように円状板ブランクに絞り加工（ＤＩ加工を含む）、縮径加工を適用して作成される２ピース缶においては、樹脂層は、高さ方向に伸ばされ周方向に縮むこととなる。加工度が高い場合、樹脂の変形量が大きくなり、樹脂層の破断につながる。本発明では加工度の指標として、縮み程度を表すパラメータｄ／Ｒだけでなく、さらに缶高さ方向の伸びと関連するパラメータｈ／（Ｒ−ｒ）を用いる。これは、高加工度領域において、加工度を表現するのに、絞り比に加えて、伸び量も加味する必要があるからである。即ち、縮みの程度と伸びの程度で加工度を規定することで、樹脂層の変形度合いを定量化していることとなる。樹脂層は高さ方向に伸び、周方向に縮むことで、剥離しやすくなるので、縮みの程度に加えて、高さ方向の伸び量も重要な因子となる。

本発明では、最終的に製造された缶体（最終成形体）の加工度について、最終成形体の高さｈ、最大半径ｒ、最小半径ｄを、最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板の半径Ｒに対して、０．１≦ｄ／Ｒ≦０．２５、かつ１．５≦ｈ／（Ｒ−ｒ）≦４の缶径を満足する範囲に規定する。

前述したように、本発明の目的は、ラミネート鋼板を用いて、従来技術では困難であった高加工度の缶体を製造できるようにすることである。従来技術では、ラミネート鋼板を用いて、縮みの程度を規定するパラメータｄ／Ｒが０．２５以下を満足し、かつ伸びの程度を規定するパラメータｈ／（Ｒ−ｒ）が１．５以上を同時に満足する高加工度の缶体を製造することが困難であった。そのため、本発明では、製造する缶体の加工度ｄ／Ｒを０．２５以下、かつｈ／（Ｒ−ｒ）を１．５以上に規定した。

縮みの程度を規定するパラメータｄ／Ｒが０．１以下になり、または伸びの程度を規定するパラメータｈ／（Ｒ−ｒ）が４を超える高い加工度であると、成形が可能であってもいたずらに成形段数が増加したり、または加工硬化に伴い板の伸び限界に達し、板破断する問題が生じたりするためである。そのため、本発明では、製造する缶体の加工度について、０．１≦ｄ／Ｒ、かつｈ／（Ｒ−ｒ）≦４と規定した。

なお、本発明が対象とする多段成形は、絞り加工、絞り・しごき加工、縮径加工のうちのいずれかの加工またはこれらを組み合わせた加工である。縮径加工を含む場合は、最終成形体の寸法ｄは、ｒ＞ｄである。縮径加工を含まない場合は、最終成形体の寸法はｒ＝ｄ（ｒ、ｄは最終成形体の缶径）である。

本発明では、素材金属板として、熱可塑性樹脂を被覆したラミネート鋼板を規定している。

下地金属素材が、鋼板であるのは、アルミニウムなどに比較して安価であり、経済性に優れるからである。鋼板は、一般的なティンフリースチールやぶりきなどを用いると良い。ティンフリースチールは、例えば、表面に付着量５０〜２００ｍｇ／ｍ^２の金属クロム層と、金属クロム換算の付着量が３〜３０ｍｇ／ｍ^２のクロム酸化物層を有することが好ましい。ぶりきは０．５〜１５ｇ／ｍ^２のめっき量を有するものが好ましい。板厚は、特に限定されないが、例えば、０．１５〜０．３０ｍｍの範囲のものを適用できる。また、経済性を考慮に入れなければ、本技術はアルミニウム素材にも単純に適用できる。

また、樹脂層に熱可塑性樹脂を規定したのは、加工に樹脂層が追随する必要があるからであり、熱硬化性タイプの樹脂では適用が困難である。熱可塑性樹脂の中では、特にポリエステル系が好適である。これは、伸び性と強度のバランスが良い為である。また、オレフィン系樹脂なども使用可能であるが、強度が低いものは、しごき加工には不向きであり、しごき加工を適用しない加工法への適用が好適である。

本発明が対象とする加工領域は、従来よりも加工が厳しい高加工領域であり、特に缶周方向の縮みが大きな領域である。また、フィルムは、周方向に大きく縮むだけでなく、缶高さ方向に大きく伸び、結果として、膜厚も増減するので、３次元の変形となる。高加工度領域の加工においては、途中の段階で熱処理を行わないと内部応力の著しい増加による樹脂層の剥離が避けられない。高加工度の加工において、成形の途中段階で熱処理を施すと、内部応力の緩和には有効であるが、配向結晶化によって加工性が劣化する。特に、缶高さ方向の伸びと周方向の縮み変形が大きいと、樹脂の缶高さ方向への配向が大きくなる。配向が進むと、内部応力増大によってフィルム剥離が生じやすくなり、周方向結合力の低下に伴ってフィルム破断が生じやすくなる。

本発明において定めた熱処理は、加工によって生じる内部応力を緩和し、また、次工程以降での加工に対応できるようにする為のものであり、具体的には、密着力の回復と配向の緩和である。前記した従来技術における熱処理の目的は、内部応力の緩和、あるいは配向の促進であり、本発明の思想は、従来技術とは全く逆の思想である。

樹脂層は加工が進むと、加工方向に配向していき、加工性が劣化していく、これを防ぐ為に、熱可塑性樹脂の融点以上の温度で加熱し、樹脂層を無配向の状態にする（あるいは無配向に近づける）。また、加工によって、樹脂層には内部応力が蓄積することとなる。これは、より簡略化して説明すると、伸ばせば縮もうとし、縮めれば伸びようとする力である。この力によって、樹脂層は変形しようとしているが、下地鋼板との密着に支えられて変形できない状態でいる。したがって、密着力が弱ければ、この力によって樹脂は剥離してしまうし、逆に内部応力が密着力で支えきれないくらいに大きくなると、樹脂層は剥離に到る。これも、樹脂の融点以上の温度で熱処理を施すことで、分子の再配列が起こり緩和していくこととなる。

熱処理の上限温度をポリエステル樹脂の融点＋３０℃に規定したのは、ポリエステル樹脂の融点＋３０℃を超えると、フィルムの表面が粗くなり、結果として外観を損なうばかりでなく、以降の加工性にも影響を与えるためである。この熱処理を行うことで、樹脂は加工性を取り戻し、次工程以降の加工にも追随可能となる。

本発明において熱処理のタイミングを、中間段階の成形体の高さｈ、最大半径ｒ、最小半径ｄ（ｒとｄが同じ場合を含む）が、最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板の半径Ｒに対して、０．２≦ｄ／Ｒ≦０．５、かつ１．５≦ｈ／（Ｒ−ｒ）≦２．５の関係を満足する中間成形段階と規定したのは、加工度はこの範囲にあると、樹脂層の破断と剥離を防止する観点から、熱処理が最も効果的に行なわれるからである。即ち、加工度が低い段階で熱処理を行うのは、内部応力が高くない段階での内部応力緩和であるため前述の効果が小さいからのみならず、配向結晶化を促進し、加工性が劣化するためである。また、加工度が高すぎる段階で熱処理を行うのは、密着力が落ち、その結果として、剥離が生じる可能性があり、熱処理のタイミングが遅すぎる場合があるためである。このような観点から加工度の上下限を上記のように定めた。

熱処理は、図１の製造工程の工程Ａ、工程Ｄのいずれか一方または両方で行うことができる。上述の熱処理のタイミングに関し、Ｒとｄが同じ場合を含むのは、縮径加工を含む缶の製造工程において、工程Ａで熱処理を行う場合が含まれることがあり、あるいは縮径加工を含まない缶の製造工程では、ｒとｄが同じ径になるためである。熱処理は、内部応力緩和の必要性に応じて２以上の中間段階で複数回行ってもよい。

本発明において、熱処理終了後１０秒以内に鋼板を熱可塑性樹脂のガラス移転点Ｔｇ以下の温度に冷却することを規定したのは、冷却過程中の球晶化を避けるためである。冷却速度が緩やかな場合、樹脂中に球晶が成長する傾向にある。この球晶は加工性を阻害する為、加工度や用途目的に応じて、熱処理終了後、ガラス転移点Ｔｇ以下の温度に１０秒以内で冷却すればよい。

熱処理の方法については、特に限定されるものではなく、電気炉、ガスオーブン、赤外炉、インダクションヒーターなどで同様の効果が得られることが確認されている。また、加熱速度、加熱時間は効果に応じて適宜選択すればよいが、加熱速度は速いほど効率的であり、加熱時間の目安は１５秒〜６０秒程度であるが、この範囲に限定されるものではなく、効果に応じて適宜選択すればよい。

熱処理終了後の冷却速度が緩やかな場合、樹脂中に球晶が成長するおそれがある。この球晶は加工性を阻害する。冷却過程中の球晶化を避けるため、熱処理終了後、１０秒以内にガラス転移点Ｔｇ以下の温度に急冷することが好ましい。

高加工度の変形に樹脂層が追随する為には、ラミネート鋼板の初期の配向も重要となることが判明した。即ち、２軸延伸等で作成されたフィルムは面方向に配向しているが、ラミネート後も配向が高い状態にあると、加工に追随できず、破断にいたる場合がある。このような観点から、本発明では樹脂層の面配向係数を０．０６以下と規定した。本発明が定める熱処理によって、樹脂層の配向は消失（もしくは緩和）される為、熱処理のタイミングによっては、面配向係数が規定値より高くても加工が可能である。しかしながら、この場合は熱処理のタイミングを早くする必要がある為、効率的でない。この様な観点から、面配向係数を０．０６以下に規定した。

配向が面配向係数の高い２軸延伸フィルムを用いてこのようなラミネート鋼板を作成するには、ラミネート時の温度を上げ、十分に配向結晶を融解してやればよい。あるいは、押出し法によって作成されたフィルムは、ほとんど無配向であるので、この観点からは好適である。同様に、鋼板に直接溶融樹脂をラミネートするダイレクトラミネート法も同様の理由で好適となる。

本発明で規定するラミネート鋼板は、加工に必要な伸びと強度の点から、ポリエステル樹脂がカルボン酸成分とジオール成分の縮重合で得られ、ジカルボン酸成分はテレフタル酸を主成分とし、その他の共重合成分に、イソフタル酸成分を含み、あるいは含まず、ジオール成分として、エチレングリコール及び／または、ブチレングリコールを主成分として、その他の共重合成分に、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジオ−ルを含む、あるいは含まない樹脂が好ましい。

あるいは、樹脂層は、前述の樹脂からなる主相中に、主相と非相溶でガラス転位点（Ｔｇ）が５℃以下の樹脂からなる副相が分散した混合樹脂であることが好ましい。主相に分散した樹脂のガラス転移点が５℃を超えると加工を受けた際に容易に変形しないことがあるが、ガラス転移点が５℃以下の樹脂では、加工を受けると容易に変形し、樹脂層の加工後密着性を向上させることができる。

主相と非相溶で分散したガラス転位点（Ｔｇ）が５℃以下の樹脂として、オレフィンがあり、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンの酸変性体、ポリプロピレンの酸変性体及びアイオノマーのうちから選ばれる１種以上を使用することができる。

主相と副相が混合した混合樹脂中の副相の体積比率が３ｖｏｌ％未満になると副相の効果が十分に発現されず、３０ｖｏｌ％を超えると副相粒が樹脂層中に安定的して存在できなくなるため、混合樹脂中の副相の体積比率は３ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下が好ましい。

本発明のラミネート鋼板は、樹脂層中に顔料や滑剤、安定剤などの添加剤を加えて用いても良いし、本発明で規定する樹脂層に加えて他の機能を有する樹脂層を上層または下地鋼板との中間層に配置しても良い。

樹脂層の膜厚は特に限定されないが、１０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。フィルムラミネートの場合、１０μｍ未満のフィルムコストは一般的に高価になり、また、膜厚は厚いほど加工性に優れるが高価になり、５０μｍを超えた場合は、加工性に対する寄与は飽和しており、高価となるためである。

本発明で規定するラミネート鋼板は、鋼板の少なくとも片面に本発明で規定する樹脂層が被覆されていればよい。

また、鋼板へのラミネート方法は特に限定されないが、２軸延伸フィルム、あるいは無延伸フィルムを熱圧着させる熱圧着法、Ｔダイなどを用いて鋼板上に直接樹脂層を形成させる押し出し法など適宜選択すればよく、いずれも十分な効果が得られることが確認されている。

以下、本発明の実施例について説明する。

「ラミネート鋼板の作製」
下地金属板として厚さ０．２０ｍｍのＴ４ＣＡ、ＴＦＳ（金属Ｃｒ層：１２０ｍｇ／ｍ^２、Ｃｒ酸化物層：金属Ｃｒ換算で１０ｍｇ／ｍ^２）を用い、この原板に対して、フィルムラミネート法（フィルム熱圧着法）、あるいはダイレクトラミネート法（直接押し出し法）を用いて種々の樹脂層を形成させた。尚、フィルムラミネートについては、２軸延伸フィルムを用いたものと無延伸フィルムを用いたものの２通りを実施した。金属板の両面に各々厚さ２５μｍのフィルムをラミネートした。

前記で作製したラミネート鋼板のラミネートフィルムの面配向係数を以下のようにして算出した。

「面配向係数の測定」
アッベ屈折計を用い、光源はナトリウム／Ｄ線、中間液はヨウ化メチレン、温度は２５℃の条件で屈折率を測定して、フィルム面の縦方向の屈折率Ｎｘ、フィルム面の横方向の屈折率Ｎｙ、フィルムの厚み方向の屈折率Ｎｚを求め、下式から面配向係数Ｚｓを算出した。
面配向係数（Ｎｓ）＝（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ

ラミネート鋼板の製造方法と作製したラミネート鋼板の内容を表１に示す。表１に記載の樹脂種は次のとおりである。
ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート
ＰＥＴ−Ｉ（５）：ポリエチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体（イソフタル酸共重合比率５ｍｏｌ％）
ＰＥＴ−Ｉ（１２）：ポリエチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体（イソフタル酸共重合比率１２ｍｏｌ％）
ＰＥＴ−ＰＢＴ（６０）：ポリエチレンテレフタレート−ブチレンテレフタレート共重合体（ブチレンテレフタレート共重合比率６０ｍｏｌ％）
ＰＥＴ−ＤＥＧ：ポリエチレンテレフタレート−ジエチレングリコール共重合体
ＰＥＴ−ＣＨＤＭ：ポリエチレンテレフタレート−シクロヘキサンジオール共重合体
ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート
ＰＥＴ−ＰＥ：主相がＰＥＴ、副相がポリエチレン（Ｔｇ：−１２５℃）で含有量１５ｖｏｌ％
ＰＥＴ−ＰＰ：主相がＰＥＴ、副相がポリプロピレン（Ｔｇ：−２０℃）で含有量１３ｖｏｌ％
ＰＥＴ−ＩＯ：主相がＰＥＴ、副相がアイオノマー（エチレン不飽和カルボン酸共重合体Ｚｎ中和物、Ｔｇ：−３０℃以下）で含有量１４ｖｏｌ％。

ラミネート法は次のとおりである。
フィルム熱圧着法１：２軸延伸法で作成したフィルムを、鋼板を樹脂の融点＋１０℃まで加熱した状態で、ニップロールにて熱圧着し、次いで７秒以内に水冷によって冷却した。
フィルム熱圧着法２：無延伸フィルムを、鋼板を樹脂の融点＋１０℃まで加熱した状態でニップロールにて熱圧着し、次いで７秒以内に水冷によって冷却した。
直接押し出し法：樹脂ペレットを押し出し機にて混練、溶融させ、Ｔダイより、走行中の鋼板上に被覆し、次いで樹脂被覆された鋼板を８０℃の冷却ロールにてニップ冷却させ、更に、水冷によって冷却した。
比較例の塗装鋼板は、エポキシ系熱硬化樹脂を塗布し、２２０℃で１０分加熱して厚さ８μｍの塗膜を形成した。

「缶体成形」
作製した供試鋼板を用いて、図１に示した製造工程に準じて、以下の手順で缶体（最終成形体）を作製した。中間成形体（工程Ｃ）及び最終成形体（工程Ｄ）の形状を表２に示す。工程Ａの絞り加工は５段階で行い、工程Ｄの縮径加工は７段階で行った。熱処理は工程Ａ〜工程Ｄの途中段階で行い、赤外線式加熱炉を用いて缶体を加熱し、熱処理終了後水冷した。熱処理のタイミング（熱処理実施時の缶体の加工度）及び熱処理条件を表３に示す。

表２において、最終成形体（工程Ｄ）のｈ、ｒ、ｄ、ｈａ、ｈｃ、Ｒは、各々最終成形体の開口端部までの高さ、基体部２の直径、ネック形状部３の直径、基体部２の高さ、ネック形状部３の高さ、最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板ブランクの半径である（図１参照）。円状板ブランクの半径Ｒは、次のようにして求めた。成形前のブランクシートの重量及びトリム工程後の最終成形体の重量を測定し、この測定結果に基づき、最終成形体と重量が等価となる成形前ブランクシートの半径を求め、この半径を最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板ブランクの半径Ｒとした。

１）ブランキング（６６〜８２ｍｍφ）
２）絞り加工及びしごき加工（工程Ａ）
５段の絞り加工にて、缶体の半径ｒ、高さｈが、ｄ／Ｒ：０．２７〜０．３４、ｈ／（Ｒ−ｒ）：２．２３〜３．０９の範囲の缶体（中間缶体）を作製した。また、所望の缶体を作製するために、適宜、しごき加工も併用した。
３）缶底部のドーム形状加工（工程Ｂ）
缶底部に、深さ６ｍｍの半球状の張り出し加工を行った。
４）トリム加工（工程Ｃ）
缶上端部を２ｍｍほどトリムした。
５）円筒上部の縮径加工（工程Ｄ）
円筒上部に縮径加工を施し、具体的には、内面テーパ形状のダイに開口端部を押し当てて縮径を行うダイネック方式にて実施し、表２に示した最終的な缶体形状の缶体を作製した。

上記手順で作製した缶体のフィルム層の密着性、加工性、外観を以下のようにして評価した。評価結果を表３に併せて記載した。

「密着性試験」
缶体を周方向巾１５ｍｍになるように缶高さ方向に略長方形に剪断し、その缶高さ方向で底面から１０ｍｍの位置を、周方向に直線状に、鋼板のみを剪断した。結果、剪断位置を境に缶高さ方向底面側に１０ｍｍ部分と残余の部分からなる試験片が作成された。１０ｍｍの部分に巾１５ｍｍ、長さ６０ｍｍの鋼板を繋ぎ（溶接）、６０ｍｍ鋼板部分を持って、残余部分のフィルムを破断位置から１０ｍｍほど剥離させる。フィルムを剥離した部分と６０ｍｍ鋼板部分を掴みしろとして１８０°方向にピール試験を実施した。観測されたピール強度の最小値を密着性の指標とした。
「ピール強度」
６Ｎ／１５ｍｍ未満：×
６Ｎ／１５ｍｍ以上：○

「フィルム加工性評価」
缶上端より１０ｍｍの位置を中心に、１５ｍｍφの小窓を開けたシールを貼り、測定面積が１５ｍｍφとなるようにした。次に、小窓部分を電解液（ＫＣｌ：５％溶液、温度は常温）に浸し、鋼板と電解液間に６．２Ｖの電圧をかけた。この時測定される電流値に応じて下記のように評価した。
「電流値」
０．０１ｍＡ以下：◎
０．０１ｍＡ超、０．１ｍＡ以下：○
０．１ｍＡ超：×

「評価結果」
缶体Ｃ１〜Ｃ７、Ｃ８〜Ｃ３３は、本発明の実施例である。フィルム密着性、加工性とも良好な値を示した。

本発明の実施例のなかで、熱処理終了後の冷却時間が１０秒以下のものは冷却時間が１０秒超のもの（缶体Ｃ１３）に比べて加工性の評価がより優れる。缶体Ｃ１７〜Ｃ１９は、本発明の実施例ではあるが、熱処理のタイミングが第２発明範囲を外れたものである。フィルム加工性、密着性ともに合格ではあるが、加工性の評価は○に留まった。

缶体Ｃ３４は、本発明の比較例である。樹脂層に熱硬化性の塗料を塗布したものであり、加工性、密着性とも×となった。

缶体Ｃ３５は、熱処理温度が本発明範囲を外れるものである。加工性が×となった。

本発明の２ピース缶の製造方法は、ラミネート樹脂層の剥離と破断を防止して、高加工度の２ピース缶を製造する方法として利用することができる。本発明法で製造された２ピースラミネート缶は、高加工度が要求されるエアゾール缶等の用途に利用することができる。

本発明の缶体の製造工程の一実施形態を説明する図である。

符号の説明

１ ブランクシート
２ 基体部
３ ドーム形状部
４ ネック形状部
５ テーパ形状部

Claims (9)

1. 熱可塑性樹脂被覆層を有するラミネート鋼板の円状板を多段成形して、最終的に、高さｈ、最大半径ｒ、最小半径ｄ（ｒとｄが同じ場合を含む）の最終成形体を製造する２ピース缶の製造方法において、最終成形体の高さｈ、最大半径ｒ、最小半径ｄが、最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板の半径Ｒに対して、０．１≦ｄ／Ｒ≦０．２５、かつ１．５≦ｈ／（Ｒ−ｒ）≦４の関係を満足する範囲に成形するとともに、成形の途中の段階で、成形体をその温度が熱可塑性樹脂の融点以上、融点＋３０℃以下となるように加熱する熱処理を１回以上行うことを特徴とする２ピース缶の製造方法。
2. 熱可塑性樹脂被覆層を有するラミネート鋼板の円状板を多段成形して、最終的に、高さｈ、最大半径ｒ、最小半径ｄ（ｒとｄが同じ場合を含む）の最終成形体を製造する２ピース缶の製造方法において、最終成形体の高さｈ、最大半径ｒ、最小半径ｄが、最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板の半径Ｒに対して、０．１≦ｄ／Ｒ≦０．２５、かつ１．５≦ｈ／（Ｒ−ｒ）≦４の関係を満足する範囲に成形するとともに、中間段階の成形体の高さｈ、最大半径ｒ、最小半径ｄ（ｒとｄが同じ場合を含む）が、前記半径Ｒに対して、０．２≦ｄ／Ｒ≦０．５、かつ１．５≦ｈ／（Ｒ−ｒ）≦２．５の関係を満足する１以上の中間成形段階において、成形体をその温度が熱可塑性樹脂の融点以上、融点＋３０℃以下となるように加熱する熱処理を１回以上行うことを特徴とする２ピース缶の製造方法。
3. 熱処理終了後１０秒以内に鋼板を熱可塑性樹脂のガラス移転点Ｔｇ以下の温度に冷却することを特徴とする請求項１または２に記載の２ピース缶の製造方法。
4. 前記熱可塑性樹脂がポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の２ピース缶の製造方法。
5. 前記ポリエステル樹脂が、ジカルボン酸成分とジオール成分の縮重合で得られ、ジカルボン酸成分はテレフタル酸を主成分とし、その他の共重合成分に、イソフタル酸成分を含み、あるいは含まず、ジオール成分として、エチレングリコール及び／または、ブチレングリコールを主成分として、その他の共重合成分に、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジオ−ルを含む、あるいは含まない樹脂であることを特徴とする請求項４に記載の２ピース缶の製造方法。
6. 前記熱可塑性樹脂被覆層は、ジカルボン酸成分とジオール成分の縮重合で得られ、ジカルボン酸成分はテレフタル酸を主成分とし、その他の共重合成分に、イソフタル酸成分を含み、あるいは含まず、ジオール成分として、エチレングリコール及び／または、ブチレングリコールを主成分として、その他の共重合成分に、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジオ−ルを含む、あるいは含まないポリエステルからなる主相と、主相中に主相と非相溶で分散したガラス転位点（Ｔｇ）が５℃以下の樹脂からなる副相が混合した混合樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の２ピース缶の製法。
7. 前記副相は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンの酸変性体、ポリプロピレンの酸変性体及びアイオノマーのうちから選ばれる１種以上の樹脂であることを特徴とする請求項６に記載の２ピース缶の製法。
8. 樹脂層の面配向係数が０．０６以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の２ピース缶の製法。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の方法により製造した２ピースラミネート缶。

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