JPS6047103B2 - ポリエステル樹脂フイルム被覆金属板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、結晶性飽和ポリエステル樹脂フィルム被覆金
属板の製造法に関し、詳しくは、金属板を用いて、金属
板を急速に加熱し、次いでフィルムをラミネートし、上
層に結晶性飽和ポリエステル樹脂層を有し、下層（基体
金属板と接触する面）に無定形ポリエステル樹脂層の二
層構造とした、極めて高い生産性をもつ結晶性飽和ポリ
エステル樹脂フィルム被覆金属板の製造法に関するもの
てある。

従来から、金属表面に樹脂フィルムを連続的に被覆する
方法として、金属表面に接着剤を塗布し長い距離的容量
をもつオープンで加熱（約２００℃ 、−、ｆ ロ
ヒー ’、・ 、ナニご４−Ｌｉ’７Ｐ’Ａ却し、ある
いは更に後加熱処理を施して冷却する形態が一般的にと
られてきた。

しかしながら、このような方法は、長いオープンを設置
するには、設備的な問題から限度があり、そのため生産
性が極めて低く （速度：２０〜３０ｒｎＩｍｊｎ）、
生産コストも高く性能も十分でないものであつた。この
原因は、接着剤の硬化に時間を要すること、およびフィ
ルムをラミネートし次いで行う金属板の後加熱に長時間
を要することにより接着剤やフィルムの熱履歴が大きく
、熱分解が生じやすく、性能が低下するなどの問題があ
つた。

一方、結晶性飽和ポリエステルフィルムに接着剤を被覆
したフィルムを使用する方法もあるが、この方法による
と、接着性フィルムを作製するた、めに、製造工程が複
雑になり、経済性の点から問題があつた。

次に、樹脂フィルム被覆金属板の用途面からの要求の経
緯をみると、内外装建材、電気部品、及び収納ケース用
材、車両内装材、家具及び家庭用ノ品材等が主体であつ
たが、最近、容器類、特に缶用材料としての使用の可能
性がでてきた。

すなわち缶用材料は従来ふりきが主体であつたが、錫の
個渇高騰化もさることながら、缶内容物の変遷からぶり
きを使用した缶に対しても内面塗装して用丁いる傾向が
強くなり、他方では飲料缶の需要急増から電解クロム酸
処理鋼板（ＴｉｎＦｒｅｅＳｔｅｅＩ・・・・・・以下
ＴＦＳという）の使用が増大して可成りの成果を納めて
おり、前述のぶりきとの対比から、ＴＦＳの缶用材料と
しての評価が高くなつてきた。しかしながら、ＴＦＳの
特性（主として耐食性）の面で未だぶりきに及ばない点
もあり、塗装によつてカバーする方向がとられてきたが
、塗装による耐食性向上にも限度がある。一方、コスト
低下を目的とし塗装方法の改善の試み（塗装のコイル状
プレコート化）がなされたが、塗料の限定（速硬化性塗
料）、高額な設備費（シート塗装の４〜５倍以上を要す
る）、低い生産性などの理由でほとんど実用化されてい
ないのが実情である。

本発明は、このような観点から、缶用材料としての有用
性に着目するとともに、一般用途に対しても耐食性，美
観性，機械的特性を備えた結晶性飽和ポリエステル樹脂
フィルムに着目し、その樹脂フィルム被覆金属板を提供
することを目的としたものであつて、次のような特徴と
効果を有するものである。

すなわち、基体金属板の加熱処理のもとに、結晶性飽和
ポリエステル樹脂フィルムを金属表面に被覆するフィル
ム被覆金属板の製造法において、帯状基体金属板にフィ
ルムをラミネートする際に、該金属板を結晶性飽和ポリ
エステル樹脂フィルムの融点あるいはそれ以上の温度に
なるように加熱し、その片面あるいは両面に該樹脂フィ
ルムを連続的かつ高速で接着させ、フィルムの上層に結
晶性飽和ポリエステル樹脂の状態を維持させな．がら下
層すなわち金属板に接触する接着面が無定形の状態とな
るような二層構造としたことを特徴とするものてある。

本発明の方法は、フィルムをラミネートしたあと長い高
価な加熱炉設備の必要もない。また、結．晶性飽和ポリ
エステル樹脂フィルムに接着剤を介して被覆することも
なく、容易に該金属板にラミネートすることができる。
本発明の方法によつて得られた樹脂フィルム被覆金属板
は、缶用材料として極めて有効であるこ・とは勿論、一
般用途に対しても、安価，美観性，高耐食性，機械的特
性の優れた素材として広く用いることができる。以下、
本発明の内容について詳しく説明する。

まず、本発明の方法に用いる結晶性飽和ポリエステルは
、結晶化度が２５％以上であることが必要で、２５％以
下では耐食性が劣り好ましくない。該結晶性飽和ポリエ
ステルは、次に示す飽和多価カルボン酸と飽和多価アル
コールの合成によつて得られる。飽和多価カルボン酸：
フタル酸，イソフタル酸，テレフタル酸，コハク酸，ア
ゼライン酸，アジピン酸，セバシン酸，ドデカンジオン
酸，ジフ”エニルカルボン酸，２．６ナフタレンジカル
ボン酸，１．４シクロヘキサンジカルボン酸，無水トリ
メツト酸。

飽和多価アルコールニエチレングリコール，１．４ブタ
ンジオール，１．５ペンタンジオール，１．６ヘキサン
ジオール，プロピレングリコール，ポリテトラメチレン
グリコール，ジエチレングリコール，ポリエチレングリ
コール，トリエチレングリコール，ネオペンチルグリコ
ール，１．４シクロヘキサンジメタノール，トリメチロ
ールプロパン，ペンタエリスリトール。なお、ここで言
う結晶化度とは、一般に用いられているＸ線回析法によ
り測定した値である。

また上記フィルムに必要に応じて、安定剤，顔料，帯電
防止剤や防錆剤の様な添加剤を混入させてもかまわない
。次に、本発明の方法に用いる基体金属板としては帯状
の軟鋼板（箔を含む），アルミ板（箔を含む）または該
金属板の表面に次のいずれかの表面処理、すなわち（ａ
）；Ｓｎ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｐｂ，Ｎｉ，ＣｒまたはＣｕの
めつ き（ｂ）；上記（ａ）に示す金属の２種以上の複
層めつき（ｃ）；上記（ａ）に示す金属の１種以上を含
む合金の めつき（ｄ）；上記（ａ）に示す金属の１種
以上を主成分とす る複合めつきを施した表面処理鋼板
等があげられる。

また、上記の基体金属板にクロム酸塩処理あるいはリン
酸塩処理を施したものでも使用できる。

金属板の加熱温度は結晶性飽和ポリエステル樹脂フィル
ムの融点（Ｔｍ）からＴｍ＋１６０℃までにすることが
好ましい。なお、ここで言う融点（Ｔｍ）は示差熱分析
によつて吸熱ピークから求められるものである。

樹脂が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、該樹脂の主成分に起因する吸熱ピークを
もつて、Ｔｍとする。金属板の加熱温度が融点（Ｔｍ）
以下だと樹脂フィルムの密着性が劣り、Ｔｍ＋１６０℃
以上だと、樹脂フィルムの熱劣化が著しく、また結晶構
造の保持が困難となる。

さらに、加熱時間は６＠以下であり好ましくは１［相］
以下が好ましい。

６［相］以上になると結晶性飽和ポリエステル樹脂フィ
ルムは全て無定形の状態となりフィルム被覆鋼板の耐食
性を著しく低下させるので好ましくない。

結晶性飽和ポリエステル樹脂フィルムを接着剤として使
用するものに特公昭４９−３４１８０がある。

この方法は結晶性飽和ポリエステルを殆んど全て無定形
のポリエステルに変化させ、接着剤として金属板と金属
板を貼り合わせるものてある。本願の発明のように上層
に結晶性ポリエステル樹脂であれば、耐食性及び機械特
性にすぐれており、下層が無定形にポリエステル樹脂で
あれば金属板との密着性がすぐれている。また上述のよ
う−に２層構造を有しておれば耐食性，密着性，機械特
性のすべてにすぐれたフィルム被覆鋼板が得られる。前
述したように、結晶性飽和ポリエステル樹脂フィルムを
用いて、２層構造としたフィルム被覆鋼板を得るために
は、結晶性飽和ポリエステル樹脂は加熱条件によつて無
定形に変化す？ことから前述の加熱条件は特に重要であ
り、好ましくは無定形ポリエステルの層はできるだけ薄
くすることが望まれる。

なおここで言う無定形ポリエステルとは結晶化度が２０
％以下のポリエステルを示す。フィルムの厚みは特に制
限されないが、５〜１００μｍが一般的であり、その中
で加熱によつて結晶化度が２０％以下の無定形ポリエス
テルに変質させるものは全厚みの４０％以下及び２０μ
ｍ以下に抑えることが望ましい。４０％以上又は２０ｐ
ｍ以上になると１００℃以上の蒸気中にさらすような耐
食性試験において、白化現象が著しく、特性が悪くなる
傾向がみられる。

また、無定形ポリエステル樹脂層は１００％無定形であ
る必要はないが、該層の結晶化度は２０％以下にする必
要がある。２０％以上になると密着性が低下するので好
ましくない。

また加熱方法としては、高速かつ連続に被覆金属板を得
るには、金属板を急速に加熱し、フィルムの接着条件に
対応する板温にする必要がある。この急速加熱にはオー
プン加熱、赤外線加熱、高周波加熱、および抵抗加熱等
があり、いずれの方法でもよいが所定の板温まで金属板
を加熱する必要がある。エネルギー効率がよく、効果的
な急速加熱法について検討した結果、好ましくは抵抗加
熱を用いた製造法が優れていることが判明した。また抵
抗加熱による常温から適正温度までの昇温時間について
も特に限定しないが、好ましくは１〜２＠であることが
望ましい。またフィルム被覆後、フィルムの特性に応じ
急冷することが好ましい。また冷却方法に関しては、水
冷，液体窒素による冷却やその他の方法で行なつてもよ
いが、好ましくはＯ〜９０℃の水浴中で１秒以内にベー
スフィルムの融点以下にすることが望ましい。以上のよ
うに前記金属板，フィルムを用いて抵抗加熱により高速
ラミネートされた被覆金属板は耐食性，接着性に関して
も、一般的な塗料あるいは結晶性飽和ポリエステル樹脂
フィルムに接着剤を介して加熱法により製造したものに
比し、一段と優れたものである。

以下に、実施例を示してその効果を説明する。

実施例１電解クロム酸処理を行い、軟鋼板の片面（フィ
ルム被覆面）に金属クロム（１００ｍｇ１ｄ）を下層に
、クロム水和酸化物（１５ｍ９１７７（′、クロムとし
て）を土層に形成させ、一方の片面に金属クロムのみ（
１００ｍｇＩｄ）を形成させためつき板（板幅：１ｒｒ
Ｌ，板厚：０．２７７！７７りに結晶性飽和ポリエステ
ル“フィルム（ＩＣＩ社製，商品名：メリネツクスＳ，
２Ｏμｍ）を、以下の条件でラミネートを行い被覆金属
板を得た。作成条件 （１）加熱方式：抵抗加熱 （イ）電圧（コンダクタ−ロール間）：１５０Ｖ（ロ）
仮接着時の金属板の温度：２４０℃（ハ）冷却直前の金
属板の温度：２８０℃（ニ）抵抗加熱による常温から適
正温度までの昇温時間：６秒ノ （ホ）ラミネート後冷
却までの時間：２秒（２）ラミネート速度：２００ｒｒ
１１ｍｉｎ上記の条件で作成した被覆金属板を２０％延
伸後１８００剥離試験（引張速度：１００ｗｆＬＩｍｉ
ｎ）を行つた結果、フィルムが破断し、剥離不可能で接
着性は良好であつた。

またフィルム被覆面の耐食性試験として、被覆金属板を
深絞り（絞り比：２．０）して得た缶（内面：フイルム
被覆面）にＰＨ２．２に調整したクエン酸水溶液（５０
ｃｃ）を充填後、５５℃の雰囲気中に１力月放置した結
果、内容物への鉄イオンの溶出量は０．１ｐｐｍ以下で
あつた。なお、基体金属板面に接触する部分には無定形
ポリエステル層が約２μｍ形成され、その結晶化度は５
％であつた。また、オープン加熱により、ラミネート後
さらに２６０℃で１分間加熱したものは、殆んどすべて
無定形ポリエステルに変質し、前記と同様な鉄の溶出試
験では１２ｐｐｍの鉄イオンが溶出した。

実施例２Ｓｎめつき（２．８ｙＩ７Ｔ１）した金属板（
板幅：ー１ＷＬ，，板厚：０．１５７７１１１７りを赤
外線加熱により加熱後、直ちに結晶性飽和ポリエステル
フィルム（東レ製，商品名：ルミラーＦ，５Ｏｐｍ）を
ラミネート後、急冷し被覆金属板を得た。

作成条件 （１）加熱方式：赤外線加熱 （イ）冷却直前の金属板の温度：３００℃（ロ）ラミネ
ート後冷却までの時間：１囲２（２）ラミネート速度：
１００１１１１ｍｊｎ上記の条件て作成した被覆金属板
を２０％延伸後、１８０て剥離試験を行つた結果、フィ
ルムが破断し、剥離不可能て接着性は良好であつた。

またフィルム被覆面の耐食性試験として、実施１と同様
にして得た缶にＰＨ２．２に調整したリン酸水溶液（５
０ｃｃ）を充填後、５５℃の雰囲気中に１ケ月放置．し
た結果、内容物への鉄イオンの溶出量は０．４２ｐｐｍ
であつた。

さらにフィルム非被覆面の耐食性試験としてＪＩＳＺ２
３７ｌにより塩水噴霧試験を行なつた結果、１２１１ｒ
後も赤錆の発生は認められなかつた。なお、基体金属板
面に接触する部分には丁無定形ポリエステル層が約１０
μｍ形成され、その結晶化度は１０％であつた。実施例
３ 両面にＮｌめつき（４．５ｙ１ｒ１１）した金属板（板
幅：１ｍ．，板厚：０．３２７Ｔｒ１ｎ）に電解クロム
酸処理を・行い片面（フィルム被覆面）に金属クロム（
６．０ｍ９１Ｔｒ１，を下層にクロム水和酸化物（８ｍ
９１７Ｔ１，クロムとして）を上層に形成させた金属板
を用いて結晶性飽和ポリエステルフィルム（ＩＣＩ社製
，商品名：メリネツクス３７７，２０μｍ）を以下の条
件でラミネートを行い被覆金属板を得た。

作成条件 （１）加熱方式：抵抗加熱 （イ）電圧（コンダクタ−ロール間）：１１５Ｖ（ロ）
仮接着時の金属板の温度：２４０℃（ハ）冷却直前の金
属板の温度：３２０℃（ニ）抵抗加熱による常温から適
正温度までの昇温時間：控秒（ホ）ラミネート後冷却ま
での時間：１秒（２）ラミネート速度：１００ｒＴ１１
ｍｉｎ上記の条件で作成した被覆金属板を２０％延伸後
、１８０で剥離試験（引張速度：１００ＴｗｔＩｍｉｎ
）を行つた結果、フィルムが破断し、剥離不可能で接着
性は良好であつた。

またフィルム被覆面の耐食性試験として、実施例１と同
様にして得た缶にＰＨ２．２に調整した酢酸水溶液（５
０ｃｃ）を充填後、５５℃の雰囲気中に１ケ月放置した
結果、内容物への鉄イオンの溶出量は０．１ｐｐｍ以下
であつた。さらにフィルム非被覆面の耐食性試験として
、ＪＩＳＺ２３７ｌにより試験を行なつた結果、１５Ｆ
１ｒ後も赤錆の発生は認められなかつた。実施例４ 軟鋼板の両面にＺｎ，Ｎｉ合金めつき（Ｚｎ：１４ｍｇ
ノＤ，Ｎｉ±１．２ｙＩｄ）した金属板（板幅：１ｍ，
板厚：０．３２Ｔ！ｒｌ！Ｌ）に電解クロム酸処理を行
い片面（フィルム被覆面）に金属クロム（３０ｍ９１７
７１′）を下層に、クロム水和酸化物（１０ｍｇＩｄ，
クロムとして）を上層に形成させ一方の片面は金属クロ
ム（６０ｍｇＩｒｒＩ）を下層にクロム水和酸化物（５
ｍｇＩイ，クロムとして）を上層に形成さた金属板を用
いて、結晶性飽和ポリエステルフィルム（帝人製，商品
名：Ｗ３Ｏ３Ｏ，６Ｏμｍ）を以下の条件でラミネート
を行い被覆金属板を得た。

作成条件 （１）加熱方式：抵抗加熱 （イ）電圧（コンダクタ−ロール間）：１００■（ロ）
仮接着時の金属板の温度：１２０℃（ハ）冷却直前の金
属板の温度：２５０℃（ニ） 抵抗加熱による常温か
ら適正温度までの昇温時間：１２８（ホ）ラミネート後
冷却までの時間：２囲２（２）ラミネート速度：１００
ｎ１１ｍｉｎ上記の条件で作成した被覆金属板を２０％
延伸後１８００剥離試験（引張速度：１００？Ｉｍｉｎ
）を行つた結果、フィルムが破断し、剥離不可能で接着
性は良好であつた。

また缶成型時の缶外面の耐食性試験として、フィルム非
被覆面をＪＩＳＺ２３７ｌにより試験を行なつた結果、
２０ｈｒ後も赤錆の発生は認められなかつた。なお、基
体金属板面に接触する部分には無定形ポリエステル層が
約２０μ形成され、その結晶化度は２０％であつた。

実施例５ クロメート処理（Ｃｒ：３ｍｇ１イ）した５０ｐｍの圧
延鋼箔を用いて、結晶性飽和ポリエステル（ＩＣＩ社製
，商品名：メリネツクス０，２０μｍ）を以下の条件で
ラミネートを行い被覆金属板を得た。

作成条件 （１）加熱方式：誘導加熱 （イ）冷却直前の金属板の温度：２８０℃（ロ）ラミネ
ート後冷却までの時間：１囲２（２）ラミネート速度：
２０ｒＴ１１ｍｉｎ実施例１と同様な剥離試験と耐食性
試験を行つた結果、実施例１と同様なすぐれた結果が得
られた。

実施例６ クロメート処理（Ｃｒ：１ｍ９１イ）した１００μｍの
アルミニウム箔を用いて、結晶性飽和ポリエステル（東
洋紡製，商品名：Ｅ−５０００，５０ｐｍ）を以下の条
件でラミネートを行い被覆金属板を得た。

作成条件 （１）加熱方式：ガスオーブン加熱 （イ）冷却直前の金属板の温度：２８０℃（ロ）ラミネ
ート後冷却までの時間：５秒（２）ラミネート速度：５
０ｒＴ１１ｍｉｎ実施例１と同様な密着性試験及び耐食
性試験を行つた結果、実施例１と同様に密着性にすぐれ
、またアルミニウムイオンの溶出量は０．５ｐｐｍであ
つた。

実施例７ クロメート処理（Ｃｒ：３ｍ９１ｄ）した０．２５醜の
軟鋼板に実施例１と同様な方法で結晶性飽和ポリエステ
ルフィルム（東レ製，商品名：ルミラーＳｌＯ，２Ｏｐ
ｍ）のラミネートを行い被覆金属板を得た。

ｊ 基体金属板面に接触する部分には無定形ポリエステ
ル層が約１ｐ形成され、その結晶化度は３％であつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属板に結晶性飽和ポリエステル樹脂フィルムをラ
   ミネートする際に、金属板の板温を該樹脂の融点（Ｔｍ
   ）〜Ｔｍ＋１６０℃になるように加熱し、前記フィルム
   をラミネート後、６０秒以内で冷却し、上層に結晶性飽
   和ポリエステル樹脂、下層に結晶化度０〜２０％の無定
   形ポリエステル樹脂の二層構造とし、該無定形ポリエス
   テル樹脂層の厚みは、全ポリエステル樹脂層の４０％以
   下で、２０μｍ以下であることを特徴とするポリエステ
   ル樹脂フィルム被覆金属板の製造方法。