JPS5920547B2 - 溶接缶 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶接部を、有機高分子樹脂の被膜で被覆した溶
接缶の被覆の改良に関する。

溶接缶の接合部は、金属と金属が高温加圧下で溶融接合
されるので、例えばブリキ缶ではスズ層が離脱して鉄面
が露出する。

また、電解クロム酸処理鋼板（以下ＴＦＳという）の溶
接缶においては、溶接面に接合部の、クロムあるいは酸
化クロム層を機械的に研摩して除去した後溶接されるこ
ともあり鉄面が露出した状態にある。更に、場合により
、素材鉄板の切断端の鉄が露出し、あるいは溶接の際に
溶融した鉄が溶接部近傍に溜つて鉄露出を形成すること
もある。

上記のような接合部を持つかん体に湿性の内容物を充填
し長期間にわたつて保存する場合、上記鉄露出部分の腐
食が問題となる。

その腐食は、内容物の種類によつては、穴あき缶、水素
膨脹缶等の重大な欠陥をもたらすとともに、内容物のフ
レーバーをも著しく損う。したがつて、上記の接合部を
何らかの材料で被覆することが、缶性能を維持するのに
必要となる。

特に食缶やエアゾール缶の場合のように、長期のシェル
フライフが要求され、あるいは使用期間が長期にわたる
ものでは、貯蔵期間中に上記のような重大な欠陥をもた
らさないよう、接合部の腐食に対して高性能の被覆材料
が要求される。従来金属缶の接合部は熱硬化型塗料で被
覆するのが通常である。

しかし、該方法では、接合部を完全に被覆することが困
難であり、たとえ被覆できたとしても、充分に腐食を防
ぐ事はできなかつた。特に、熱硬化樹脂の場合には、満
足すべき防食を得るには、かなりの塗膜厚が求められる
ことから、塗膜厚増加に伴い加工性、例えばフランジ加
工、巻締め加工、ビード加工またはネックイン加工等の
加工性が著しく低下し、塗膜割れに伴う腐食や漏洩が発
生する。また、熱可塑性樹脂フィルムを上記かん体接合
部に被覆する方法も試みられた。

フィルムを用いる方法によれば接合部分は完全に被覆さ
れるが、それにもかかわらず、腐食を充分に防止するこ
とはできなかつた。殊に、１１８℃９０分程度のレトル
トに耐えうる満足すべき防食被覆は未だ得られていない
。従つて本発明の目的は、溶接缶の接合部を完全に被覆
し、長期にわたつて満足すべき防食を与え、かつ、高温
のレトルト処理に耐える、有機高分子樹脂被膜を提供す
るにある。

本発明者等は、上記目的を達成するべく研究の結果、溶
接部を被覆する被膜によつて充分な防食を得るには、該
被膜が少くとも一層の金属層を有する多層被膜であるべ
きことを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は溶接部を有機高分子樹脂で被覆した
溶接缶の缶体において、該被膜は、少くとも一層の金属
箔あるいは蒸着またはメツキ金属の層を更に有する多層
被膜であることを特徴とする溶接缶である。

本発明の溶接缶の接合部を被覆している被覆は、少くと
も一層の有機高分子樹脂のフイルムと少くとも一層の金
属箔あるいは蒸着またはメツキ金属の膜を有する多層被
膜であり、その中、溶接缶に接する層は有機高分子樹脂
のフイルムである。

本発明における上記積層フイルムの金属層の例は、アル
ミ箔、スズ箔、ステンレス箔、クロム酸、リン酸で化学
処理した鋼板箔、亜鉛メツキ鋼板箔、電解クロム酸処理
鋼板箔、または銅箔等の金属箔、真空蒸着法、スパツタ
リング法またはイオンプレーテイング法などの蒸着によ
り、あるいはメツキにより得られるアルミ、スズ、クロ
ム、銅、亜鉛、チタン、ニツケル等の膜である。本発明
において積層フイルムに使用し得る有機高分子樹脂の例
は、熱可塑性樹脂においては、ポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ
）、前記ＰＢＴとポリブチレンイソフタレートとの共重
合体等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン６−６、
ナイロン６−１０、ナイロン１１、ナイロン１２等の脂
肪族ポリアミド、ポリ−ｐ−キシリレン等の芳香族ポリ
アミド、塩化ビニリデンを主体とし、塩化ビニル、酢酸
ビニル、アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸エステ
ル、アリルエステル、不飽和エーテル、スチレン等との
共重合物であるポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、
ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、マレイン酸変性
ポリプロピレン等のポリオレフイン、酢酸ビニル、エチ
レンの共重合物をケン化することにより得られるエチレ
ン−ビニルアルコール共重合体、ポリメチルメタクリレ
ート等のポリＺタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリス
チレン等のビニル系ポリマー、ポリカーボネート、フツ
化ビニリデン等の含フツ素系ポリマー、亜鉛、ナトリウ
ム等を含有するアイオノマー、ポリイミド等の芳香族ヘ
テロ環ポリマー、ポリエーテルスチレン−ブタジエン共
重合体のようなジエン系ポリマー等であり、熱硬化性樹
脂においてはフエノールーホルムアルデヒド樹脂、フラ
ン−ホルムアルデヒド樹脂、キシレン−ホルムアルデヒ
ド樹脂、ケトン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムア
ルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、アル
キド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビ
スマレイミド樹脂、トリアリルシアヌレート樹脂、熱硬
化型アクリル樹脂、シリコーン樹脂、油性樹脂等である
。

上に例示した樹脂は単独であるいは２種以上組合わせて
使用され、殊に、熱硬化性樹脂においては多くの場合２
種以上の組合わせが推奨される。本発明の多層被膜にお
いては、溶接缶の接合部に対する接着性も重要な問題で
あるから、溶接缶の接合部に対する接着性の優れた有機
高分子樹脂のフイルムを、溶接缶と接する層、即ち接着
層として用いるのがよい。本発明の多層被膜の各層の積
層順序は、接着層を缶の接合部と接するように配置する
点以外は、如何なる順序でもよい。

例えば一層の樹脂フイルムと一層の金属箔との組合わせ
、あるいは一層の樹脂フイルムとその片面に蒸着または
メツキされた金属膜との組合わせよりなる単位を数単位
重ねてもよく該一単位の上に、樹脂の層を任意の順序に
、任意の数積層してもよい。本発明の積層フイルムは、
各層のフイルム毎に、任意公知の製膜手段により得たフ
イルムを、任意公知の積層方法により積層して作ること
ができ、樹脂フイルム、殊に熱可塑性樹脂のフイルムに
おいてその性能を損わない範囲で該フイルムに対して二
軸延伸あるいは冷間圧延等の加工、あるいはコロナ処理
、ＵＶ照射、Ｘｒａｙ放射等の表面処理をすることがで
きる。

樹脂フイルムと金属層の積層は、樹脂フイルムの片面ま
たは両面に前記のような蒸着またはメツキの手段により
膜を形成せしめる方法あるいはイソシアネート系などの
接着剤で金属箔を接着させる方法等により好適に行うこ
とができる。

樹脂フイルムの両面に金属膜を蒸着あるいはメツキさせ
た場合には、このフイルムは別の一層の樹脂層を介して
溶接缶の接合部に被覆せしめる。樹脂フイルムと樹脂フ
イルムの積層は、塗布、多層共押し出し、押し出しラミ
ネーシヨン、熱融着等の手段により、あるいはイソシア
ネート系などの接着剤で接着させる等の手段により行う
ことができる。

上記のようにして得られた金属膜層を有する樹脂フイル
ム積層体は直火、加熱オーブン、熱風オーブン、誘導加
熱、抵抗加熱、あるいは赤外線加熱等により加熱された
溶接缶接合部に、ゴムロール、ステンレスロール、テフ
ロンロール等を用いて熱融着させることができる。

この場合、一旦上記方法により仮融着した後、再び更に
高温で融着することにより、接合部との接着性を高める
ことができる。また、上記熱融着直後に、上記接合部分
に、直接冷水あるいは液化窒素等の冷却空気を吹きかけ
るか、あるいは冷媒を循環させて冷却した圧着具を接合
部に押しつけるかして急冷することにより接合部と複合
フイルムの接着性を高めることができる。積層フイルム
の少くとも一層を、溶接缶の接合部上で積層させること
もできる。

この方法は樹脂の溶液あるいは分散液、殊に熱硬化性樹
脂の溶液又は分散液から、塗布により、該樹脂の層を形
成せしめる場合に好適に行うことかできる。各層の膜厚
は全体の膜厚が１０〜１５０μ、好ましくは２０〜８０
μであり、そのうち金属膜の厚さは０．０５〜１００μ
、好ましくは０．１〜４０μそして樹脂フイルムは少く
とも７μ、好ましくは１０〜８０μである。

本発明の積層フイルムの各層を形成する有機高分子樹脂
組成物中には、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、
粘度調節剤、可塑剤、核剤、無機微粒子、有機滑剤、顔
料等をそのフイルムの性能を著しく損わない限り、樹脂
組成物全体の２０重量％を越えない範囲内で添加物とし
て加えることができる。

本発明の溶接缶体は例えば、ブリキ材、テインフリース
チール材（電解クロム酸処理鋼板）、ブラツクプレート
材（未処理鋼板）、アルミ材、クロム酸、リン酸で化学
処理した鋼板、または亜鉛メツキ鋼板等の金属材料で作
られたものとすることができる。

本発明の積層フイルムで接合部を被覆した溶接缶は、従
来の単層の樹脂フイルムで接合部を被覆した溶接缶に比
べ、接合部の腐食をよく防止する点で顕著な効果が認め
られた。

すなわち、本発明の積層フイルムは、溶接缶接合部の腐
食の原因となる酸素、水蒸気および硫化水素をしや断す
る性質を保有するので、例えば、腐食性の強い内容品を
上記かん体に充填して１１８℃で９０分レトルトした後
に約１年近く貯蔵した場合にも、接合部での腐食は発生
しなかつた。

以下に実施例をあげ本発明を更に具体的に説明する。

実施例中において、組成比、百分率あるいは部はことね
りのない限り重量による。各実施例および比較例を通じ
、試験は次の要領で行つた。

１．製 缶 ＴＦＳ缶銅の製造は次の要領で行つた。

缶の内面となるべき面に、エポキシフエノール系塗料で
缶胴のつぎ目部分をマージン塗装（未塗装部を残す）し
た後焼付し、外面となるべき面にもマージン塗装・印刷
した厚さ０．２３ｍＴＬのテインフリースチール（電解
クロム酸処理鋼板）より、２０６．５ｍｍ×１０４．５
ｍ１のブランクを作成した。

次に、このブランクの短辺の両端縁部約１ｍｍ巾の両面
の電解クロム酸処理被覆層を削り取つて、鉄面を完全に
露出せしめた。このブランクをロールフオーマ一により
短辺が軸方向になるように円筒状にし、溶接ステーシヨ
ンで重ね合わせて固定した後、線電極を介してロール電
極で成形体の重ね合せ部に押圧力（４５ｋ９）を加え、
３０ｍ／Ｍｉｎの速度で溶接を行い、溶接缶銅（２１１
径、７号缶）を得た。溶接後の重ね合わせ巾は約０．４
關であつた。一方、ブリキ缶胴は次の要領で製造した。
缶の内面となるべき面に、エポキシフエノール系塗料を
缶胴のつぎ目部分をマージン塗装した後焼付し、外面と
なるべき面にもマージン塗装・印刷した厚さ０．２８ｍ
１Ｌ、錫メツキ量２５１ｂ／ＢＢ（錫層厚約０．６μｍ
）の電気メツキブリキ板から、冫０６．５ｍｍ×１０４
．５詣のブランクを作成した。

このブランクをロールフオーマ一により短辺が軸方向に
なるように円筒状にし、溶接ステーシヨンで重ね合わせ
て固定した後、線電極を介してロール電極で成形体の重
ね合わせ部に押圧力（４５ｋ９）を加え、３０ｍ／Ｍｉ
ｎの速度でＴＦＳ缶胴の場合と同様にして溶接を行い、
溶接缶胴（２１１径、７号缶）を得た。溶接後の重ね合
せ巾は約０．４７！１１Ｌであつた。２．充填及び殺菌 供試試料で接合部を補正された溶接缶胴は、フランジ加
工し、底蓋を２重巻締めして、内容品を充填し天蓋を二
重巻締めした。

内容品が５０％のアツプル・ドリンクの場合には、９５
℃に加熱された内容品を充填し、天蓋を巻締め後、その
まま保存試験に供した。内容品が５０％のアツプル・ド
リンク以外の場合には内容品を充填後天蓋を真空巻締め
し、更に１２０℃で１２０分間加熱殺菌を行つた後に保
存試験に供した。なお、試験に使用した缶は２１１径の
内容量が３１８．２Ｉ１１のものであり、ブリキ製の缶
胴には内面にエポキシフエノール系塗料を塗装したブリ
キ製蓋を、ＴＦＳ製の缶胴には内面にエポキシフエノー
ル系塗料を塗装したＴＦＳ製蓋を使用した。３，漏洩、
水素発生量及び溶出鉄 供試した缶詰は全て３７゜Ｃで保存し、漏洩は保存試験
開始後３週間後に打検し、音響不良缶は真空度計で真空
度を測定し、真空度の低下しているものを漏洩缶とした
。

漏洩缶は全試験缶数（約１００缶）に対する漏洩缶の比
で示した。水素発生量は３７℃でｌ年間保存し、開缶時
に缶内のガス分を採取しガスクロマトグラフイ一により
水素量を調べ、１０缶の算術平均値として示した。溶出
鉄量は開缶後内容品の全量を灰化後、灰分を塩酸で再溶
解し、上澄液を原子吸光分析して内容品中の鉄量を求め
、１０缶当りの算術平均値を求めた。４．穿孔及び腐食
状態 缶詰を３７℃で１年間保存した後、目視観察して内容品
（液）の漏洩の認められる缶詰については開缶後接合部
近傍の補正部を顕微鏡観察し、貫通孔の認められるもの
を穿孔缶とし、全試験缶数に対する穿孔缶の比で示した
。

また、開缶後接合部近傍の補正部を顕微鏡観察し、腐食
状態を調べた。保存試験に供した缶数は夫々約１００缶
であり、腐食状態を調べたのは任意に抽出した５０缶で
ある。５．デラミ（層間剥離） 缶詰を３７℃で１年間保存した後、缶内面の補正に使用
した積層シートの各層間に剥離が認められる場合、積層
シートにデラミが発生しているものとした。

実施例 １ 表１に示した、それぞれ異る厚さを有する４種類のアル
ミ箔の片面にポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）ポ
リブチレンイソフタレート（ＰＢＩ）共重合体（ＰＢＴ
／ＰＢＩ＝６／４、以下共重合体１と略す）の２０μｍ
のフイルムを熱融着し、更に、他の片面にも共重合体の
２０μｍのフイルムを加熱ロールにより熱融着して試料
１〜４を得た。

また、共重合体の２０μｍのフイルムの片面に高周波イ
オンプレーテイング法によりアルミニウムの蒸着膜を形
成させ、その蒸着膜の上に更に２０μｍの共重合体１の
フイルムを加熱ロールにより熱融着せしめて試料５〜７
を得た。試料５〜７は蒸着時間を変化させて蒸着膜の厚
さを変えたものであり、重量法により求めた蒸着膜の厚
さを表１に示した。更に厚さ２０μｍの共重合体１のフ
イルムを２枚熱融着し、金属箔層は含まない比較試料１
を得た。これらの積層シートの一部を切り取り、酸素透
過度を測定し、その結果を表１に示した。次に、上記８
種の積層シートを８７７！ｌ巾にスリツトし、高周波誘
導加熱法により約２５０℃に加熱された溶接缶の缶内面
側の接合部にゴムロールで圧着することにより熱融着さ
せた。

なお、この熱融着法によると、積層シート端面の金属面
は溶融樹脂により被覆保護される。この際、積層シート
製作過程で最後に熱融着された共重合体のフイルム面が
缶の接合部と融着するようにセツトした。これらの試料
缶に、表１に示す内容品を充填し、保存試験に供した。
結果を表１に示す。実施例 ２ 表２に示す試料８〜１２および比較試料２を、次のよう
にして作つた。

試料８及び９の積層シートは９μｍのすず箔及び９μｍ
の鋼箔に電解クロム酸処理を施したもの（ＴＦＳ箔）の
両面に実施例１に示した方法により共重合体１の３０μ
ｍのフイルムを熱融着することにより得た。

試料１０の積層シートは９μｍのステンレス箔の両面に
共重合体の３０μｍのフイルムをウレタン系接着剤で接
着して得た。試料１１及び１２は、３０μｍの共重合体
１のフイルムの片面に銅及びクロムを厚さ２μｍになる
ように蒸着し、蒸着した金属面にウレタン系接着剤を用
いて共重合体１の３０μｍのフイルムを接着して得た。
比較試料２は共重合体の３０μｍのフイルム２枚をウレ
タン系接着剤で接着して得た。これらの積層シートを８
ｍｍ巾にスリツトした後、実施例１に示した方法で溶接
缶の内面の接合部に熱融着した。これらの缶にトマトソ
ース及び５０％のアツプル・ドリンクを充填し、保存試
験に供した。試１験結果を第２表に示す。表２より明ら
かなように、金属箔を含む積層シートを使用した場合は
穿孔、水素発生、溶出鉄、腐食状態などに異常は認めら
れないのに対し、比較試料２は金属箔を含まないので腐
食が進行し、実用上不適当である。また、いずれの試料
でもデラミは起らなかつた。実施例 ３ 実施例１及び２の方法に従つて表３に示すような構成の
４種の試料１３，１４，１５および１６の積層シートを
作成した。

ただし試料１５では、最初９μのアルミ箔の一方にエポ
キシーフエノール系樹脂塗料（エポキシリフエノール一
５０：５５０）をロールコートし、２００℃で１０分間
熱風オープンで加熱硬化させ塗膜厚１５μとなるように
する。更に、この二層フイルムのアルミのもう一方に表
３に接着層として示したブレンド物より成る３０μのフ
イルムを熱融着させてアルミを中間層とする三層複合フ
イルムとした。これらの積層シートを８ｍｍ巾にスリツ
トして缶内面の接合部に融着して試験缶胴とし、製缶後
サバのトマト漬けと５０％のアツプル・ドリンクを充填
し、保存試験に供した。試験結果は表４の如くであり、
金属箔を含む積層シートを使用した場合には内面、外面
のフイルムの厚さ及び種類によらず優れた結果を示す。
実施例 ４ 共重合体１の７μｍのフイルムに０．５μｍの厚さにな
るようにアルミを蒸着し、蒸着面にベンジルアルコール
に熱溶解した共重合体１の溶液をバー・コーターで塗布
し、真空乾燥器中で溶剤を揮フ散させた後に２３００Ｃ
の加熱ロールを通すことにより蒸着面上に２μｍの共重
合体１の皮膜を生成させた。

この積層シート全体の厚さは９μｍであつた。この積層
シートを８ｍ１Ｌ巾にスリツトして、缶内面の接合部に
熱融着した。この場合、７μｍのフイルム面が接着層と
なるものを試料１７とし、２μｍのフイルム面が接着層
となるものを試料１８とした。これらの缶胴を用いてト
マト・ソース及び５０％のアツプル・ドリンクを充填し
、保存試験に供した。保存試験は表５に示した如くであ
り、いずれの場合も実用上問題となるような欠点は起ら
なかつた。また、漏洩及びデラミも起らなかつた。実施
例 ５ 厚さ９μｍのアルミ箔を使用し、その片面に厚さ３０１
ｔｍの共重合体１のフイルムを熱融着した積層シート（
試料１９）、同じく片面に厚さ２５μｍの無水マレイン
酸変性ポリプロピレンのフイルムを熱融着した積層シー
ト（試料２０）、同じく片面に無水マレイン酸変性ポリ
プロピレンとエチレン−ビニルアルコール共重合体の９
０：１０の割合のブレンド樹脂の厚さ２５μｍのフイル
ムを熱融着した積層シート（試料２１）および試料２０
の積層シートのアルミ箔面に厚さ１０μｍの無水マレイ
ン酸変性ポリプロピレンフイルムを熱融着した三層積層
シート（試料２２）を作つた。

これらの積層シートを溶接缶の内面側の接合部に試料４
の積層シートを熱融着した缶胴の外面側の接合部に８ｍ
ｍ巾で熱融着せしめた。この際、最初にアルミ箔に融着
されたフイルム面が缶に融着されるようにセツトした。
熱融着条件は実施例１と同じであり、缶胴はＴＦＳ製と
ブリキ製の２種とした。これらの缶胴を用いて、前記の
とおり真空巻締め後レトルト処理あるいは熱間充填巻締
めにより２種の内容品を充填し缶詰とした。作成した缶
詰は夫々１００缶である。これらの缶詰を３０℃で７５
％の相対湿度の雰囲気中で６ケ月間保存した後、缶胴の
外面の接合部を観察した結果、いずれの積層シートを使
用した場合にも発錆、デラミその他の欠点は認められな
かつた。接着層 界面８ 金属層 界１ｆ コン１２の２０／Ｔｍのプール マレイン酸で変性したポリプ レンの２０μｍのフイルム ？体１に１０重量％のナトリ ・イオン入りのアイオノマー レッドした樹脂の３０μｍの ′レム ？体１の３０μｍのフイルム 接 融 融 融 μ の ア ノレ 箔 −ｉ 階 界面で接はウレタン系接着剤で接着したことを示し、触
は熱融着したことを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接部を有機高分子樹脂の被膜で被覆した溶接缶の
   缶体において、該被膜は少くとも一層の金属箔あるいは
   蒸着またはメッキ金属膜の層を、更に有する多層被膜で
   あることを特徴とする溶接缶。