JP5800112B1 - 容器用ラミネート金属板、金属缶の製造方法、及び金属板成形性評価方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] ラミネート層が金属板の少なくとも片面に被覆された容器用ラミネート金属板であって、前記ラミネート層は、ポリエステルを主成分とする単層又は複層からなり、前記ラミネート層の表面の、レーザーラマン法による2968cm-1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度(I2968)と3085cm-1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度(I3085)との強度比I2968/I3085が、0.3〜0.9の範囲にあり、前記ラミネート層の断面厚み方向全域に対して、フィルム断面に垂直な方向から直線偏光レーザーを照射したときの、前記ラマンバンド強度比I2968/I3085が、0.7〜1.5の範囲にあることを特徴とする容器用ラミネート金属板。
[2]容器用ラミネート金属板を160〜210℃の温度範囲で、20分間加熱処理した場合、加熱処理前後における、前記ラミネート層の断面厚み方向全域に対して、ラミネート層断面に垂直な方向から直線偏光レーザーを照射したときの前記ラマンバンド強度比I2968/I3085の変化量が、0.4以下であることを特徴とする[1]に記載の容器用ラミネート金属板。
[3]前記ラミネート層は、表層、中間層、鋼板接着層を積層してなり、前記中間層は、白色顔料を5以上30PHR以下含有することを特徴とする[1]または[2]に記載の容器用ラミネート金属板。
[4]前記表層及び前記鋼板接着層は、白色顔料を2PHR以下含有することを特徴とする[3]に記載の容器用ラミネート金属板。
[5]前記白色顔料が二酸化チタン、硫酸バリウムであることを特徴とする[3]又は[4]に記載の容器用ラミネート金属板。
[6]前記ラミネート層は、容器内面となる側に形成され、前記ラミネート層に含まれるポリエステルは、エチレンテレフタレート単位を80モル%以上含むことを特徴とする[1]〜[5]のいずれか1項に記載の容器用ラミネート金属板。
[7]前記ラミネート層は、容器外面となる側に形成され、前記ラミネート層はポリエステルを主成分とし、前記ポリエステルは、エチレンテレフタレート単位の含有量とブチレンテレフタレート単位の含有量との合計が、80モル%以上であり、前記ポリエステルのガラス転移点(Tg)は、20〜100℃であることを特徴とする[1]〜[5]のいずれか1項に記載の容器用ラミネート金属板。
[8][1]〜[7]のいずれか1項に記載の容器用ラミネート金属板の表面に形成された前記ラミネート層上にインキを付着させ、付着させた前記インキを加熱乾燥する印刷工程と、前記印刷工程後の容器用ラミネート金属板を製缶加工する製缶工程と、を備える金属缶の製造方法。
[9]加熱処理後の容器用ラミネート金属板の成形性を評価する金属板成形性評価方法であって、前記容器用ラミネート金属板は、ラミネート層が金属板の少なくとも片面に被覆され、前記ラミネート層は、ポリエステルを主成分とする単層又は複層からなり、加熱処理前の前記ラミネート層の表面の、レーザーラマン法による2968cm-1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度(I2968)と3085cm-1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度(I3085)との強度比I2968/I3085を導出する第一工程と、加熱処理前の前記ラミネート層の断面厚み方向全域に対して、フィルム断面に垂直な方向から直線偏光レーザーを照射したときの、前記ラマンバンド強度比I2968/I3085を導出する第二工程と、前記第一工程で導出した強度比I2968/I3085と、前記第二工程で導出した強度比I2968/I3085とに基づいて、容器用ラミネート金属板の成形性を評価する第三工程と、を備える金属板成形性評価方法。
(第一工程)加熱処理前のラミネート層の表面の、レーザーラマン法による2968cm-1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度(I2968)と3085cm-1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度(I3085)との強度比I2968/I3085を導出する工程。
(第二工程)加熱処理前のラミネート層の断面厚み方向全域に対して、フィルム断面に垂直な方向から直線偏光レーザーを照射したときの、ラマンバンド強度比I2968/I3085を導出する工程。
(第三工程)第一工程で導出した強度比I2968/I3085と、第二工程で導出した強度比I2968/I3085とに基づいて、容器用ラミネート金属板の成形性を評価する工程。
金属板の製造
金属板として、クロムめっき鋼板を用いた。冷間圧延、焼鈍、調質圧延を施した厚さ0.18mm、幅977mmの鋼板に対して、脱脂、酸洗後、クロムめっき処理を行い、クロムめっき鋼板を製造した。クロムめっき処理は、CrO3、F−、SO4 2−を含むクロムめっき浴でクロムめっき、中間リンス後、CrO3、F−を含む化成処理液で電解した。その際、電解条件(電流密度・電気量等)を調整して、金属クロム付着量とクロム水酸化物付着量を、Cr換算でそれぞれ120mg/m2、15mg/m2に調整した。
ポリエステルの固有粘度を測定した。測定結果を表1及び2に示した。具体的な測定方法は以下の通りである。固有粘度は、JIS K 7367−5に示される方法で測定され、35℃のオルトクロロフェノール中で0.005g/mlの濃度で測定されたもので、固有粘度=(T−T0)/(T0×c)という式によって求められる。式中、cは溶液100ml当たりの樹脂濃度をグラム数で表した濃度、T0およびTはそれぞれ溶媒および樹脂溶液の毛細管形粘度計内の流下時間を示す。
ポリエステルの結晶化融点を測定した。測定結果を表1及び2に示した。具体的な測定方法は以下の通りである。示差走査熱量測定装置を用いて10℃/分の昇温速度で室温から290℃までラミネート前のポリエステルフィルムを昇温したときの吸熱ピークを測定し、200〜280℃の間で測定された吸熱ピークのピーク温度をポリエステルの融点とした。
ポリエステルの結晶化温度を測定した。測定結果を表1及び2に示した。具体的な測定方法は以下の通りである。希釈した塩酸によりラミネート金属板からポリエステルフィルムを剥離し、十分に蒸留水で洗浄して乾燥させた。そして、示差走査熱量測定装置を用いて、10℃/分の昇温速度で−50℃から290℃までポリエステルフィルムを昇温したときの発熱ピークおよび吸熱ピークを測定し、100〜200℃の間で観測された発熱ピークのピーク温度をポリエステルの結晶化温度とした。
ラミネート金属板について、レーザーラマンによる3085cm−1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度と2968cm−1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度の各々のラマンスペクトルを測定し、下記(1)式によりラマンバンド強度比(R)を求めた。3085cm−1、2968cm−1のピークは、共重合成分等によって若干シフトする場合もあるが、これらの波数を含むピークのピークトップ位置でのラマンバンド強度を用いる。
R=I2968/I3085(1)
I2968:2968cm−1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度
I3085:3085cm−1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度
<測定条件>
・励起光源:Arレーザー(λ=514.5nm)、出力2mW
・顕微倍率:×100
・レーザー偏光面がラミネート金属板の長手方向と平行になるようにレーザー光を入射。
(2)加熱処理前のラミネート層断面厚み方向全域に対するラマンバンド強度比(R)
ラミネート金属板の断面をバフ研摩し、直線偏光のレーザー光を用いたレーザーラマン分光法により、その偏光方向がフィルムの厚み方向と平行となる条件で、レーザーラマンによる3085cm−1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度と2968cm−1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度の各々のラマンスペクトルを測定し、(1)式によりラマンバンド強度比(R)を求めた。測定は、ラミネート層の厚み方向に対して、1μmピッチで行い、平均値を求めてラミネート層断面のラマンバンド強度比とした。
<測定条件>
・励起光源:Arレーザー(λ=514.5nm)、出力2mW
・顕微倍率:×100
(3)加熱処理後のラミネート層断面に対するラマンバンド強度比(R)
ラミネート金属板に対して、ディストーション印刷を行い、その後、185℃、10分間の焼付処理を実施した。更に、仕上げ二ス塗装を行い、210℃、10分間の焼付処理を実施した。得られた加熱処理後の、サンプルの断面をバフ研摩し、直線偏光のレーザー光を用いたレーザーラマン分光法により、その偏光方向がラミネート層の厚み方向と平行となる条件で、レーザーラマンによる3085cm−1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度と2968cm−1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度の各々のラマンスペクトルを測定し、(1)式によりラマンバンド強度比(R)を求めた。測定は、フィルムの厚み方向に対して、1μmピッチで行い、平均値を求めてフィルム断面のラマンバンド強度比とした。
<測定条件>
・励起光源:Arレーザー(λ=514.5nm)、出力2mW
・顕微倍率:×100
(4)ポリエステルのガラス転移点
ラミネート層を290℃で完全に溶融させた後、液体窒素にて急冷した試料を、示差走査熱量計(ティー・エイ・インスツルメント社製DSC Q100)により、10℃/minの昇温速度で測定した。
(5)成形性
ラミネート金属板に対して、ディストーション印刷を行い、その後、185℃、10分間の焼付処理を実施した。更に、仕上げ二ス塗装を行い、210℃、10分間の焼付処理を実施した。得られたサンプルに対し、ワックス塗布後、直径200mmの円板を打ち抜き、絞り比2.00で浅絞り缶を得た。次いで、この絞りカップに対し、絞り比2.50で再絞り加工を行った。この後、常法に従いドーミング成形を行った後、トリミングし、次いでネックイン−フランジ加工を施し深絞り缶を成形した。このようにして得た深絞り缶のネックイン部に着目し、フィルムの損傷程度を目視観察した。評価対象は、缶の内外面である。
(評点について)
◎:成形後、ラミネート層に損傷も白化も認められない状態
○:成形後、ラミネート層に損傷は認められないが、部分的に白化が認められる状態
×:缶が破胴し、成形不可能
(6)成形後密着性
上記(4)の成形性評価で成形可能(○以上)であった缶を対象とした。缶胴部よりピール試験用のサンプル(幅15mm、長さ120mm)を切り出した。切り出したサンプルの長辺側端部からラミネート層の一部を剥離する。剥離したラミネート層の一部(フィルム)を、剥離された方向とは逆方向(角度:180°)に開き、引張試験機を用いて、引張速度30mm/min.でピール試験を行い、幅15mmあたりの密着力を評価した。評価対象は、缶内外面の缶胴部である。
(評点について)
◎:10.0N/15mm以上
○:5.0N/15mm以上、10.0N/15mm未満
×:5.0N/15mm未満
−:評価対象外
(7)耐衝撃性
上記(4)で成形可能(○以上)であった缶に対し、水を満中し、各試験について10個ずつを高さ1.25mから塩ビタイル床面へ落とした後、電極と金属缶に6Vの電圧をかけて3秒後の電流値を読み取り、10缶測定後の平均値を求めた。
(評点について)
◎:0.01mA未満。
○:0.01mA以上、0.1mA未満。
×:0.1mA以上。
−:評価対象外
Claims (9)
- ラミネート層が金属板の少なくとも片面に被覆された容器用ラミネート金属板であって、
前記ラミネート層は、ポリエステルを主成分とする単層又は複層からなり、
前記ラミネート層の表面の、レーザーラマン法による2968cm-1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度(I2968)と3085cm-1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度(I3085)との強度比I2968/I3085が、0.3〜0.9の範囲にあり、
前記ラミネート層の断面厚み方向全域に対して、ラミネート層断面に垂直な方向から直線偏光レーザーを照射したときの、前記ラマンバンド強度比I2968/I3085が、0.7〜1.5の範囲にあることを特徴とする容器用ラミネート金属板。 - 容器用ラミネート金属板を160〜210℃の温度範囲で、20分間加熱処理した場合、加熱処理前後における、前記ラミネート層の断面厚み方向全域に対して、ラミネート層断面に垂直な方向から直線偏光レーザーを照射したときの前記ラマンバンド強度比I2968/I3085の変化量が、0.4以下であることを特徴とする請求項1に記載の容器用ラミネート金属板。
- 前記ラミネート層は、表層、中間層、鋼板接着層を積層してなり、
前記中間層は、白色顔料を5以上30PHR以下含有することを特徴とする請求項1または2に記載の容器用ラミネート金属板。 - 前記表層及び前記鋼板接着層は、白色顔料を2PHR以下含有することを特徴とする請求項3に記載の容器用ラミネート金属板。
- 前記白色顔料が二酸化チタン、硫酸バリウムであることを特徴とする請求項3又は4に記載の容器用ラミネート金属板。
- 前記ラミネート層は、容器内面となる側に形成され、
前記ラミネート層に含まれるポリエステルは、エチレンテレフタレート単位を80モル%以上含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の容器用ラミネート金属板。 - 前記ラミネート層は、容器外面となる側に形成され、
前記ラミネート層はポリエステルを主成分とし、
前記ポリエステルは、エチレンテレフタレート単位の含有量とブチレンテレフタレート単位の含有量との合計が、80モル%以上であり、
前記ポリエステルのガラス転移点は、20〜100℃であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の容器用ラミネート金属板。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の容器用ラミネート金属板の表面に形成された前記ラミネート層上にインキを付着させ、付着させた前記インキを加熱乾燥する印刷工程と、
前記印刷工程後の容器用ラミネート金属板を製缶加工する製缶工程と、を備える金属缶の製造方法。 - 加熱処理後の容器用ラミネート金属板の成形性を評価する金属板成形性評価方法であって、
前記容器用ラミネート金属板は、ラミネート層が金属板の少なくとも片面に被覆され、
前記ラミネート層は、ポリエステルを主成分とする単層又は複層からなり、
加熱処理前の前記ラミネート層の表面の、レーザーラマン法による2968cm-1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度(I2968)と3085cm-1付近のピークトップ位置でのラマンバンド強度(I3085)との強度比I2968/I3085を導出する第一工程と、
加熱処理前の前記ラミネート層の断面厚み方向全域に対して、ラミネート層断面に垂直な方向から直線偏光レーザーを照射したときの、前記ラマンバンド強度比I2968/I3085を導出する第二工程と、
前記第一工程で導出した強度比I2968/I3085と、前記第二工程で導出した強度比I2968/I3085とに基づいて、容器用ラミネート金属板の成形性を評価する第三工程と、を備える金属板成形性評価方法。
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