JPH02269036A

JPH02269036A - 脱酸素能に優れた缶用ラミネート鋼板

Info

Publication number: JPH02269036A
Application number: JP8979789A
Authority: JP
Inventors: Tomohiko Hayashi; 林　知彦; Yashichi Oyagi; 大八木　八七
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1989-04-11
Publication date: 1990-11-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ビール、炭酸飲料、ジュース或は−般食品等
として充填・保存するための金属容器（缶）に関するも
ので、更に詳しくは、内容物の変敗を防止し充填した状
態に保存しうる金属容器を提供しようとするものである
。

（従来の技術）金属容器用の鉄材料としては、鋼板にＳｎめっきを施し
たぶりき或は電解クロム酸処理鋼板であるティンフリー
スチール（ＴＦＳ）が良く知られており、溶接缶、接着
臼、ＤＩ缶（絞りとしごき加工により成形された缶）用
素材として広く用いられている。

これらの素材は、製缶加工の前或は製缶加工の後に、５
〜１５Ｉｓ程度の厚みの有機塗料を塗装し用いられるの
が一般的で、有機塗料としてはエポキシ系塗料、エポキ
シフェノール系塗料、エポキシエステル系塗料、ビニル
系塗料等が用いられている。そして、金属容器の内容物
に対する耐食性は、主としてこの有機塗膜によって保持
されているが、内容物を新鮮で充填した状態に積極的に
維持する機能はない。

金属容器（缶）に内容物が充填される場合、内容物自身
或は缶内ヘッドスペースに酸素が含まれており、従って
、酸素は缶内には不可避的に持ち込まれることになる。

周知のように、この酸素は各種の飲料或は食物を変敗さ
せる原因となる物質であり、出来るだけ缶内に存在させ
ないことが肝要である。従来の缶体では、不可避的に持
ち込まれる酸素を除去する有効な方法が無く、経時と共
に内容物の味、風味の低下は避けられない状況であった
。勿論、この味、風味の低下及び缶内腐食の点から、缶
内ヘッドスペースの酸素低減には十分配慮がなされては
いる。

しかし、積極的に缶内の残存酸素を除去し、内容物の味
、風味を保持する有効な技術は前述したように無く、こ
うした技術の出現が待望されていた。

（発明が解決しようとする課題）本発明はこうした実情に鑑みなされたもので、缶内に不
可避的に持ち込まれる酸素を速やかに除去することで、
内容物の変敗を防ぎ味、風味の低下を起こさず、長期に
わたり内容物の鮮度を保ちつる缶用鋼板を提供するもの
である。

（課題を解決するための手段）本発明は、製缶後に缶内面側となる鋼板表面に、缶内の
酸素を速やかに除去可能な皮膜を積層させたラミネート
鋼板である。更に詳しくは、鋼板の表面に吸水率１％以
上の親水性樹脂の５〜５０μｍの微粒子を散在させ、そ
の上層に酸素透過性の優れた厚み１５〜１００μｍの熱
可塑性樹脂フィルムを、熱接着法により積層した缶用ラ
ミネート鋼板である。

本発明の主要構成要件は、第１に鋼板の表面に吸水率１
％以上の親水性樹脂の５〜５０μｍの微粒子を散在させ
ることにあり、第２は続いて酸素透過性の良い、厚み１
５〜１００ｍの熱可塑性樹脂フィルムを熱接着法により
積層することにある。

最初に第１の要件である、鋼板の表面に散在させる微粒
子について述べる。

本発明において、不可避的に缶内に持ち込まれた酸素の
透過を促進し、更には透過してきた酸素の消費速度を大
きくし、内容物中の酸素をいかに減少させる（内容物中
の酸素を取ると言う意味で以下「脱酸素」と呼ぶ）か、
即ち脱酸素をいかに短期間に行うかが重要な点となって
いる。

缶内に持ち込まれた酸素は、熱可塑性樹脂フィルムを透
過したのち、鋼板表面と反応して消費されるわけである
。従って脱酸素能は、フィルム厚によって違うが、基本
的には使用する樹脂への依存性が大きい。とは言え、透
過してきたものが消費されなければ、透過は進行しない
。

発明者らは、この点に着目し検討した結果、鋼板と積層
させたフィルムの間に適度な隙間を形成させ、更に水を
存在させることで、鋼板表面での反応が促進され、脱酸
素能が向上することを見いだし、本発明に至ったもので
ある。

本発明に適用される微粒子は、吸水率１％以上の親水性
樹脂の粉末である。親水性の樹脂に限定した理由は、前
述した積層させたフィルムと鋼板の間に、水を存在させ
ることと関係がある。即ち、親水性樹脂の場合、フィル
ムを透過してきた水を捕え易いため、水の透過を促進す
るし、鋼板表面での反応を速めるためである。吸水率を
１％以上に限定したのも、上記と同様な理由からで、１
％以下では効果は余り見られず、好ましくは５％以上の
吸水率の樹脂が良い。

適度な隙間を形成させ、更に水を存在させることで、鋼
板表面での反応が促進される理由は明らかになっていな
いが、おそらく通常鋼板上に水滴が垂れた部分は他の部
分より腐食し易いのと同じように、酸素及び水の透過が
隙間部の方が、他の部分より大きいため、酸素濃淡電池
が容易に形成されるためと推定される。

この適度な隙間の形成と水を存在させる役目を微粒子が
担うわけであるが、５０ｕｍを超すと隙間が大きくなり
過ぎ脱酸素能は向上するが、フィルムと鋼板との接着面
積が減少するため接着力が低下し、加工性が劣ってくる
ので好ましくない。

一方、５−以下では逆にフィルムと鋼板の間に隙間が生
じなくなり、接着力は向上するが、脱酸素能は低下する
。微粒子のサイズを５〜５０虜と特定したのは、こうし
た脱酸素能とフィルムの接着力のバランスの点からであ
る。

勿論、脱酸素能と接着性は、以下に述べる微粒子の分散
状態と関係があることは言うまでもないことである。

本発明においては、鋼板表面に散在させる微粒子は吸水
率１％以上の親水性樹脂の粉末で、例えば、セルロース
系樹脂の粉末としてはヒドロキシエチルセルロース樹脂
、カルボキシメチルセルロース樹脂、アセチルセルロー
ス樹脂等の粉末、ビニル系樹脂の粉末としてはポリビニ
ルアルコール樹脂の粉末、ポリビニルメチルエーテル樹
脂等の粉末、ナイロン系樹脂の粉末としてはナイロン６
樹脂等の粉末、更にはポリイミド樹脂の粉末が適用され
る。

又、本発明では陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂等
も適用される。

これらの樹脂はＩＦＪの単独で適用しても、脱酸素能と
フィルム密着性のバランス確保等の必要に応じ、２種以
上の混合で適用してもよい。

次に微粒子を鋼板の表面に散在させることについて述べ
る。

前述したように、フィルムを透過してきた酸素は、鋼板
表面で反応して消費されるわけだが、この反応する箇所
は、存在する微粒子の近傍であり、脱酸素能からは微粒
子の存在を十分に確保する必要がある。一方、フィルム
の鋼板との密着力は散在させる微粒子自体には自己接着
性を育しておらず、又、適用した粉末と積層させたフィ
ルムとの間の接着性の問題等から、主に微粒子の存在し
ない箇所で保持されるため、加工性の点からは微粒子の
存在しない箇所を十分に確保する必要がある。

従って、脱酸素能とフィルム密着性は基本的には相反す
る機能である。

この点のバランスを確保するのが、微粒子の大きさ、散
在量及び分散状態であり、散在させる量としては鋼板上
の面積率として１０〜２０％が好ましく、例えばｌＯｘ
程度の微粒子では約ｌθ〜２０万個／Ｃ−程度である。

又、分散状態は、当然特定の箇所に固まらないようにす
る必要があることは言うまでもない。この、特定の箇所
に固まらないようにする手段としては、流動浸漬法、静
電塗布法等があるが、量及び分散状態の管理と言う点か
らは、静電塗布法が好適である。

次に積層させる熱可塑性樹脂フィルム及び積層させる手
段について述べる。

積層させる熱可塑性樹脂フィルムは、ポリエチレン、ポ
リブタジェン、ポリメチルペンテン等の酸素透過性の良
いフィルムである。

缶内に持ち込まれた酸素はフィルムを透過して鋼板表面
に到達することになるため、フィルム厚は出来るだけ薄
いほうが好ましいが、薄すぎると、フィルム自体のピン
ホールの発生や、或は腐食生成物の内容物への移行等の
問題があり、又厚すぎると酸素の透過速度が遅くなり脱
酸素能は低下するばかりでな（、コスト的にも不利とな
る。そこで適度な厚みを選定する必要があるわけで、本
発明でフィルム厚を１５〜１００．ｃｍに限定した理由
は以上の通りである。

本発明では、これらのフィルムの積層方法としては、積
層させるフィルムに自己接着性を保有させ、予め加熱さ
れた鋼板上に熱圧着することによって積層する熱接着法
が適用される。

積層させるフィルムには自己接着性を有するもので、フ
タル酸、無水フタル酸等で変性する等、通常行われてい
る方法で製造したものである。なお、本発明では、例え
ば二層フィルムで鋼板に積層させる方にだけ自己接着性
を保有させたもの等が適用される。

フィルムの積層手段を熱接着法に限定した理由は、接着
剤塗布法では、接着剤層がバリヤーとなり酸素や水の鋼
板への透過が速やかに行われず、目的のものが得られな
い場合があるが、熱接着法ではこのようなことは起こら
ないためである。又、生産性も熱接着の方が良く有利で
ある。熱接着法では、熱と圧着により微粒子が変形しな
いように留意する必要がある。又、熱接着法において、
積層するフィルムを溶融させるか否かは、目的とする脱
酸素能の点からは大きな問題とはならないことを述べて
おく。

以上、缶内面についての構成及び機能について説明した
が、次に缶外面について説明をする。

本発明においては、缶外面については特に限定するもの
ではないが、Ｓｎめっき、Ｃｒめっき、Ｎｉめっき等の
現在容器用鋼板として実用されている皮膜が適用できる
。いずれのめっきの場合も、塗装性を向上させるために
クロメート処理が施される場合が多いことを付言してお
く。これらのめっき皮膜は、理想的にはフィルムを積層
させた後めっきされるのが望ましい。

この理由はＮｉめっき皮膜を除いて、フィルム下にＳｎ
皮膜、Ｃｒ皮膜、クロメート処理皮膜が多く存在すると
酸素の消費反応を低下させる原因となり、望ましい結果
が得られないことがあるためである。従って、工程上缶
外面のめっきを先に行う必要がある場合は、缶内面に当
たる鋼板表面には非めっきとなるような手段をこうじる
か、必要に応じては表面研削等の手段をこうじることが
望ましい。

以上、本発明の構成、作用について説明したが、本発明
を実施することにより缶内の酸素を早期に除去し、内容
物の鮮度、保存性を向上できる等、酸素を嫌う内容物用
の容器として、主として缶体の蓋部分への適用が可能で
ある。

（実施例１）板厚０．２２ｍｍの薄鋼板の片面に、静電塗布により平
均粒径がＩｏｎ、　３０℃ｍ、　５（ｌｃｓのヒドロキ
シエチルセルロース樹脂の粉末を面積率で約ｌＯ％程度
散在させた後、それぞれの鋼板を２３０℃に予熱し、２
０４、５０ｇ、　８０ｕｎの膜厚のポリメチルペンテン
フィルムを熱接着法により積層した。

その際、ポリメチルペンテンフィルムは二層構造のもの
で、鋼板に積層させる側は酸変性した自己接着能を有す
るものを用いた。

こうして得たフィルム積層鋼板から、フィルム面が缶内
面になるように製蓋加工で蓋を製造した。

又、缶胴としては従来製品（内面に熱硬化性エポキシ系
塗料を塗装したぶりきの溶接缶）を用い缶を作った。更
にこの缶に、内容物としてビールを充填後、２０℃で１
ケ月間貯蔵後の溶存酸素量を測定し、脱酸素能を求めた
。

なお、比較として、蓋、胴共にぶりきに熱硬化性エポキ
シ系塗料を塗装した従来の缶を用いて、同様に脱酸素能
を求めた。結果を第１表に示す。

第表Ｂ発第１表から分かるように、本発明で得られるラミネート
鋼板を蓋とした缶は従来製品の塗装ぶりきの缶に比べ、
内容物の脱酸素能は高い値を示している。

又、鉄溶出は問題なく、味・フレーバー等の官能テスト
では比較例の従来製品に比べ、格段に優れたレベルであ
った。

（実施例２）板厚０．２２鰭の薄鋼板の片面に、静電塗布により平均
粒径がＩＯμｓ、　３０ｕｎ、　５０１Ｂ＠のスルホン
基を有する陽イオン交換樹脂を面積率で約１０％程度散
在させた後、それぞれの鋼板を２３０℃に予熱し、５０
μｓの膜厚のポリメチルペンテンフィルムを熱接着法に
より積層した。

こうして得たフィルム積層鋼板を、実施例１の手順に従
って缶の製造、脱酸素能の評価を行った。

なお、比較として、実施例１と同様に従来の塗装ぶりき
缶を用いた。

脱酸素能の測定結果は、平均粒径が１０ｍの場合が５４
％、３０虜の場合が５０％、５０μｍの場合が４３％で
あり、従来の缶の０〜２％に比べ高い値を示した。

又、鉄溶出は問題なく、味・フレーバー等の官能テスト
では比較の従来臼に比べ、格段に優れたレベルであった
。

（実施例３）付着量５．８ｇ／ｒｒ？の片面Ｓｎめっき鋼板（板厚０
．２２ｍ＋ｓ）の非めっき面側に、静電塗布により平均
粒径が１０μｍのヒドロキシエチルセルロース樹脂の粉
末を面積率で約ｌＯ％程度散在させた後、それぞれの鋼
板を２３０℃に予熱し、５０廟の膜厚のポリメチルペン
テンフィルムを熱接着法により積層した。

脱酸素能のＣＩ定結果は、５０％で非めっき鋼板から得
られる缶に比べ劣るが、従来の缶の０〜２％より高い値
を示した。又、鉄溶出は問題なく、味・フレーバー等の
官能テストでは比較の従来臼に比べ、格段に優れたレベ
ルであった。

（実施例４）板厚０，２２關の薄鋼板の片面に、静電塗布により平均
粒径が１１０１ｔのポリビニルアルコール樹脂の粉末を
面積率で約ｌＯ％程度散在させた後、鋼板を１５０℃に
予熱し、５０μｍの膜厚の自己接着性ポリエチレンフィ
ルムを熱接着法により積層した。

脱酸素能の測定結果は、３５％であり、従来の缶の０〜
２％に比べ高い値を示した。又、鉄溶出は問題なく、味
・フレーバー等の官能テストでは比較の従来臼に比べ、
格段に優れたレベルであった。

なお、脱酸素能とは、一定時間経過後の酸素量において
、第１図に示した数値ａとｂを用いて、次式より算出さ
れるものである。

脱酸素能（％）　−（ａ／ｂ）　Ｘ１００（発明の効果
）以上説明したように、本発明を実施することにより缶内
に不可避的に持ち込まれる酸素を速やかに除去し、内容
物の味、風味等の低下を起こさず、長期にわたり内容物
の鮮度を保持することが可能となる。

従って、食生活の高度化に十分応えることができ、経済
的、社会的効果は大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ビール缶の貯蔵期間と缶内の溶存酸素濃度と
の関係を示す図表である。代理人

Claims

【特許請求の範囲】１、製缶後に缶内面側となる鋼板の表面に、吸水率１％
以上の親水性樹脂の５〜５０μｍの微粒子を散在させ、
その上層に酸素透過性の優れた厚み１５〜１００μｍの
熱可塑性樹脂フィルムを、熱接着法により積層させたこ
とを特徴とする内容物保存性に優れた缶用ラミネート鋼
板。２、微粒子がセルロース系樹脂の粉末、ビニル系樹脂の
粉末、ナイロン系樹脂の粉末、イオン交換樹脂の粉末の
１種または２種以上から成る特許請求の範囲第１項に記
載の缶用ラミネート鋼板。３、積層させる樹脂フィルムがポリエチレン、ポリブタ
ジエン、ポリメチルペンテンのいずれかの自己接着性を
有するフィルムである特許請求の範囲第１項に記載の缶
用ラミネート鋼板。４、鋼板の缶外面となる片面には、Ｓｎめっき、Ｃｒめ
っき、Ｎｉめっきのいずれかの皮膜を有する特許請求の
範囲第１項に記載の缶用ラミネート鋼板。