JPH10286906A - 樹脂フィルム被覆金属板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明方法は、被覆樹脂フィルムの密着性及
び耐食性に優れた樹脂フィルム被覆金属板の製造方法を
提供する。 【解決手段】 金属板の少なくとも片面を樹脂フィルム
で被覆した樹脂フィルム被覆金属板の製造において、該
金属板の少なくとも片面に樹脂フィルムを被覆するとき
の該金属板の被覆面温度が樹脂フィルムの融点終了温度
から融点終了温度＋５０℃で、樹脂フィルムを被覆する
樹脂フィルム被覆金属板の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明方法は、樹脂フィルム
被覆金属板の製造方法に関するものであり、特に密着性
に優れた缶用素材として好適な樹脂フィルム被覆金属板
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】食缶あるいは飲料缶に用いられる金属缶
用素材であるブリキ、ティンフリースチールおよびアル
ミニウム板などの金属板には、一回あるいは複数回の塗
装が施されていた。この塗装を施すことは、塗料の焼き
付け工程が煩雑であるばかりでなく、多大な焼き付け時
間を必要とし、さらに多量の溶剤を排出するため、公害
面からも排出溶剤を特別な焼却炉に導き焼却しなければ
ならないという問題を有していた。これらの問題を解決
するため、塗装を省略することを目的として、熱可塑性
樹脂フィルムを加熱した金属板に被覆することが検討さ
れてきた。例えば、ポリエステル樹脂フィルムを接着剤
を用いることなく金属板に被覆する方法（特公昭６０−
４７１０３号公報、特開平３−２１２４３３号公報）、
ポリエステル樹脂フィルムを特定の接着剤を用いて金属
板に被覆する方法（特公昭６３−１３８２９号公報、特
開平１−２４９３３１号公報、など）が開示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特公昭６０−
４７１０３号公報、特開平３−２１２４３３号公報に開
示されている接着剤を用いないでポリエステル樹脂フィ
ルムを金属板に被覆したものは、金属板の界面近傍に生
じた無定形、無配向樹脂層が金属板と良好な密着力を有
しているが、製缶工程での塑性流動に際し、ポリエステ
ル樹脂フィルムと金属板との密着力が低下するとともに
ポリエステル樹脂フィルム中の残留歪み等により、加熱
殺菌等の加熱処理時の両者の密着力が著しく低下しやす
い。

【０００４】また、特公昭６３−１３８２９号公報に開
示されている二軸延伸ポリエステル樹脂フィルムを特定
の接着剤を用いて金属板に被覆したものは、良好な密着
力を示す接着剤が介在しているため、二軸延伸ポリエス
テル樹脂フィルムは金属板に強固に接着している。しか
し、二軸延伸ポリエステル樹脂フィルムは延伸方向にそ
ろった強固な配向結晶を有し、分子の自由運動が配向結
晶領域により束縛されているため、厳しい加工が要求さ
れる深絞り加工を施した場合には、二軸延伸ポリエステ
ル樹脂フィルムにクラックがはいりやすくなり、加工性
に限界がある。特開平１−２４９３３１号公報に開示さ
れているポリエステル樹脂フィルムを特定の接着剤を用
いて金属板に被覆したものは、加工性は改善されている
が、製缶工程での加熱殺菌等の加熱処理時のポリエステ
ル樹脂フィルムと金属板の密着力は不十分である。

【０００５】更に、密着力改善方法として、気体の巻き
込みを防止する方法が特開平６−８３３５号公報、特開
平６−８３３６号公報等で開示されているが、大気中で
樹脂を被覆するので、完全に気体の巻き込みを防止する
ことは容易ではなく、必ずしも安定的に十分な密着性を
得ることは困難である等の課題がある。本発明方法は、
このような課題を有利に解決するためなされたものであ
り、例えば密着性に優れた缶用素材として好適な樹脂フ
ィルム被覆金属板の製造方法を提供することを目的とす
るこのである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、樹脂フィ
ルム被覆金属板の密着性に関して、種々の検討を行った
結果、樹脂フィルムを被覆する時の金属板の被覆面の温
度を樹脂フィルムの融点終了温度から融点終了温度＋５
０℃とすることで、十分な密着性が得られることを見出
したものである。この理由は定かではないが、本発明者
らは、金属板と接触する面の樹脂が完全に溶融したこと
で、金属板表面の微小凹部（例えば、凹部深さが、２．
０μｍ以下）内に浸入した樹脂の投錨効果と、金属板表
面の微小凹部に浸入した樹脂と金属表面の接合界面の増
加の相乗作用により、優れた密着性が得られるものと推
測している。また、密着性は、前記の相乗作用により決
まるところが大きいと考えられるので、被覆樹脂フィル
ムは、傾斜機能を有する単層でも、機能の異なる複層で
も密着性を損なうことなく、密着性以外の特性も合わせ
て付与することができる。

【０００７】本発明の特徴とするところは、 （１）金属板の少なくとも片面を樹脂フィルムで被覆し
た樹脂フィルム被覆金属板の製造において、該金属板の
少なくとも片面に樹脂フィルムを被覆する時の該金属板
の被覆面の温度が樹脂フィルムの融点終了温度から融点
終了温度＋５０℃で、樹脂フィルムを被覆することを特
徴とする樹脂フィルム被覆金属板の製造方法。 （２）被覆樹脂フィルムとして、ポリエステル系樹脂フ
ィルムを用いることを特徴とする（１）に記載の樹脂フ
ィルム被覆金属板の製造方法。 （３）被覆樹脂フィルムとして、二軸延伸樹脂フィルム
を用いることを特徴とする（１）又は（２）に記載の樹
脂フィルム被覆金属板の製造方法。である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に本発明方法の詳細について
述べる。本発明の樹脂フィルム被覆金属板の製造方法
は、金属板の少なくとも片面に樹脂フィルムを被覆する
ときの該金属板の被覆面の温度が樹脂フィルムの融点終
了温度から融点終了温度＋５０℃で、樹脂フィルムを金
属板に被覆するものである。ここで用いる樹脂フィルム
の融点終了温度は、図１に示すように高感度示差走査熱
量計（例えば、セイコー電子工業( 株) 製 ＤＳＣ２２
０ＣＵ）を用いて、例えば１０℃／分の昇温速度で昇温
した時の測定データから求めた。測定データに認められ
る吸熱ピークにおいて、融点開始温度Ｔｓは安定したベ
ースライン（ＢＬＬ）から吸熱ピークの吸熱が始まる位
置１の温度から求め、融点Ｔは吸熱ピークの最大深さを
示す位置２の温度から求め、融点終了温度Ｔｆは吸熱ピ
ークが終了し、再び安定したベースライン（ＢＬＨ）が
始まる位置３の温度から求めた。樹脂フィルムの融点終
了温度Ｔｆは金属板との密着性と関係することから密着
面付近の樹脂の融点終了温度とすることが好ましい。樹
脂フィルムが複層フィルムの場合、金属板と密着する層
の融点終了温度とし、あるいは樹脂フィルムが２種以上
の混合物からなり、吸熱ピークが２つ以上ある場合は、
該樹脂フィルムの主成分に起因する吸熱ピークが終了す
る温度をもって、融点終了温度とする。

【０００９】本発明方法によれば、金属板の少なくとも
片面に樹脂フィルムを被覆する時の金属板の被覆面の温
度が樹脂フィルムの融点終了温度（Ｔｆ℃）から融点終
了温度（Ｔｆ℃）＋５０℃とすることで、金属板と密着
する面の樹脂が完全に溶融して、金属板の微小凹部へ十
分に浸入することができ良好な密着性が得られる。金属
板の少なくとも片面に樹脂フィルムを被覆する時の金属
板の被覆面の温度が樹脂フィルムの融点終了温度Ｔｆ未
満の場合、例えば、樹脂フィルムの融点開始温度Ｔｓ未
満では、金属板と密着する面の樹脂の溶融が不十分で溶
融粘度が高いため、金属板の微小凹部への樹脂の浸入が
不十分となり、良好な密着性が得られない。また、樹脂
フィルムの融点開始温度Ｔｓや融点Ｔ以上から融点終了
温度Ｔｆ未満では、金属板と密着する面の樹脂が完全に
溶融せずに結晶の核となるものが存在するため、熱処理
等を受けた時に結晶化や体積収縮が起こり、金属板との
密着性の低下や金属板からの剥離を生じる。また、金属
板の少なくとも片面に樹脂フィルムを被覆するときの金
属板の被覆面の温度が樹脂フィルムの融点終了温度（Ｔ
ｆ℃）＋５０℃超の場合、樹脂フィルムは部分的に熱劣
化しやすくなり、加工時等にその部分を起点としてクラ
ックがはいり、内容物に対するバリア性が低下し、金属
板が腐蝕する可能性があり、好ましくない。

【００１０】本発明方法の樹脂フィルム被覆金属板の樹
脂フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンな
どのポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエ
ステル、およびこれらの変性体やポリマーブレンド、ポ
リマーアロイなどが挙げられる。また、これらの２種類
以上の組み合わせにて用いてもよい。更に目的に応じて
添加剤、滑剤、着色剤などを配合することができる。特
に、成形が容易で、耐食性、耐熱性に優れているポリエ
ステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチ
レンテレフタレート／イソフタレート共重合体などのポ
リエステル系合成樹脂、これらのポリマーブレンド、ポ
リマーアロイなど）がより好ましい。

【００１１】また、本発明方法で用いる樹脂フィルム
は、公知の押出機によりフィルム成形され、未延伸樹脂
フィルムとしても供し得るが、二軸延伸、熱固定するこ
とによって製造される二軸延伸樹脂フィルムの方が耐食
性等を向上させるのでより好ましい。樹脂フィルムの厚
みとしては、特に限定するものではないが、一般に５〜
５０μｍの範囲にあることが好ましい。厚みが５μｍ未
満になると、フィルム剛性が十分でなくなり、よれたり
するなどして被覆作業性が著しく低下するとともに、ピ
ンホールが発生し易く十分な耐食性が得られない。一
方、厚みが５０μｍを超えると経済的ではない。

【００１２】また、樹脂フィルムは、単層、複層（２層
以上）のいずれでも良い。複層の樹脂フィルムとして
は、耐食性、フレーバー性（内容物の味、香りなどの保
持性）、金属板との密着性等を同時に満足させるため、
例えば、金属板と密着する層は密着性、耐食性を向上す
る機能を有する樹脂層、その上層は耐食性、フレーバー
性を改善する機能を有する樹脂層となるような機能の異
なる２層樹脂フィルムを用いても良い。あるいは、ポリ
エチレンテレフタレート系樹脂にポリブチレンテレフタ
レート系樹脂をブレンドして金属板との密着性を向上さ
せた樹脂層を金属板と密着する層（下層）とし、その上
層にフレーバー性の良いポリエチレンテレフタレート系
樹脂単独の層を有する複層樹脂フィルムやポリエチレン
テレフタレート系樹脂にポリオレフィン系樹脂をブレン
ドして金属板との密着性、耐食性を向上させた樹脂層を
金属板と密着する層（下層）とし、その上層にフレーバ
ー性の良いポリエチレンテレフタレート系樹脂単独の層
を有する複層樹脂フィルム等を用いても良い。更に、金
属板と密着する層の融点をその上層より低い温度として
密着性を向上させた複層樹脂フィルム、金属板と密着す
る層のガラス転移温度をその上層より低い温度として密
着性を向上させた複層樹脂フィルム等を用いることがで
きる。

【００１３】本発明方法の樹脂被覆金属板の金属板は、
低炭Ａｌ−Ｋ鋼、ＩＦ鋼、各種表面処理鋼板、アルミニ
ウムや銅及びそれら合金等の軽金属板などを用いること
ができる。表面処理鋼板としては、冷圧延鋼板を焼鈍後
二次冷間圧延し、亜鉛系めっき、錫めっき、ニッケルめ
っき、クロムめっき、錫／クロムの二層めっき、電解ク
ロム酸処理、クロム酸処理、リン酸処理等の表面処理の
一種または二種以上行ったものを用いることができる。
また、アルミニウムめっき、アルミニウム圧接等を施し
たアルミニウム被覆鋼板を用いることができる。また、
被覆樹脂フィルムとの密着性を上げる目的で、接着剤層
を予め塗布した金属板を用いても良い。

【００１４】本発明方法では樹脂フィルム被覆金属板の
樹脂フィルム被覆方法は特に限定されるものではない。
例えば、公知のラミネートロールを用いて被覆し、直ち
に水冷却する方法が挙げられる。また、金属板を加熱す
る方法としては公知の熱風循環伝熱方式、抵抗加熱方
式、誘導加熱方式、ヒーターロール電熱方式等を挙げる
ことができるが、特に限定されるものではない。また、
被覆した樹脂フィルムと金属板の間に空気を巻き込むこ
とを防ぐ目的で、被覆前の樹脂フィルムを予熱した後に
加熱した金属板に被覆しても良い。

【００１５】

【実施例】以下、実施例及び比較例により、本発明方法
を具体的に説明する。表１に示すように、金属板に樹脂
フィルムを熱ラミネートし、その後直ちに水冷して各種
樹脂フィルム被覆金属板を製造した。本発明方法の実施
例１〜５はいずれも良好な密着性が得られた。一方、比
較例は金属板の加熱温度が本発明方法の範囲外であり、
十分な密着性が得られなかった。二軸延伸ポリエステル
系樹脂フィルムを用いた実施例１、２、５では、密着性
及び耐食性とも優れている。

【００１６】実施例

【表１】

【００１７】

【表２】（表１のつづき）

【００１８】比較例

【表３】

【００１９】

【表４】（表３のつづき）

【００２０】注１）金属板の種類は、Ａ：ＩＦ鋼、Ｂ：
低Ｃ−Ａｌ−Ｋ鋼、Ｃ：Ａｌ−ＭｇのＡｌ合金。 注２）樹脂の種類 Ａ：二軸延伸ポリエチレンテレフタレート／イソフタレ
ート共重合。 Ｂ：ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重
合を主成分として、ポリオレフィン系樹脂をブレンドし
た樹脂。 Ｃ：ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重
合。 Ｄ：ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重
合を主成分として、ポリブチレンテレフタレート系樹脂
をブレンドした樹脂。 Ｅ：Ａより融点、融点終了温度が低い二軸延伸ポリエチ
レンテレフタレート／イソフタレート共重合。 Ｆ：二軸延伸マレイン酸変性ポリプロピレン。 注３）樹脂フィルム融点：融点終了温度の測定方法とし
ては、高感度示差走査熱量計（セイコー電子工業（株)
製 ＤＳＣ２２０ＣＵ）を用いて、１０℃／分の昇温速
度で昇温した時の測定データから求めた。測定データに
認められる吸熱ピークにおいて、融点は吸熱ピークの最
大深さを示す温度から求め、融点終了温度は吸熱ピーク
が終了し、再び安定したベースラインが始まる温度から
求めた。 注４）金属板の被覆面温度の測定方法：金属板が樹脂フ
ィルムに被覆される直前の位置の被覆面側に放射温度計
を設置して、金属板の被覆面の温度を測定した。 注５）密着性の評価：加熱処理密着性の評価方法とし
て、図２に示すごとく片面に樹脂フィルムを被覆した金
属板を３０ｍｍ幅×１３０ｍｍ長に切り出して、長手方
向の３０ｍｍの位置の金属板を評価する樹脂フィルム４
にキズを入れ ないように切断する（但し、図２中のα
ｍｍは切断代）。図示のように、切断した金属板５に重
り６（荷重１００ｇ）を加え、１３０℃、湿潤雰囲気下
で３０分経過後の被覆樹脂フィルム４の剥離長７を測定
した。剥離長で５ｍｍ未満を◎、５〜１０ｍｍ未満を
○、１０〜１５ｍｍ未満を△、１５ｍｍ以上を×とし
た。 注６）耐食性の評価：耐食性の評価方法は、片面に樹脂
フィルムを被覆した金属板を３０ｍｍ幅×５０ｍｍ長に
切り出して、樹脂フィルムを被覆していない面の中央部
に重さ１ｋｇ、径１６ｍｍの硬球を高さ４０ｍｍから落
下させた。次に、その樹脂フィルムを被覆した面以外
（端面と樹脂フィルムを被覆していない面）をビニール
テープで被覆して、３％酢酸水中に５０℃で５日間貯蔵
後、樹脂フィルムを被覆した面で硬球を落下させた部分
の腐食状況を肉眼で観察し評価した。変化がみられない
ものを◎、やや変色がみられるものを○、一部腐食した
ものを△、全面腐食したものを×とした。

【００２１】

【発明の効果】本発明方法により得られた樹脂フィルム
被覆金属板は、加熱処理時の被覆樹脂フィルムと金属板
の密着性及び耐食性に優れたものであり、特に缶用素材
としても好適である等の優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】樹脂フィルムの融点終了温度の測定データ例を
示す図表である。

【図２】密着性の評価方法を示す説明図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属板の少なくとも片面を樹脂フィルムで
   被覆した樹脂フィルム被覆金属板の製造において、該金
   属板の少なくとも片面に樹脂フィルムを被覆するときの
   該金属板の被覆面温度が樹脂フィルムの融点終了温度か
   ら融点終了温度＋５０℃で、樹脂フィルムを被覆するこ
   とを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板の製造方法。
2. 【請求項２】被覆樹脂フィルムとして、ポリエステル系
   樹脂フィルムを用いることを特徴とする請求項１に記載
   の樹脂フィルム被覆金属板の製造方法。
3. 【請求項３】被覆樹脂フィルムとして、二軸延伸樹脂フ
   ィルムを用いることを特徴とする請求項１または請求項
   ２に記載の樹脂フィルム被覆金属板の製造方法。