JPS63249625A - 樹脂張り積層鋼板の製造方法及び装置 - Google Patents

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、ビール缶、炭酸飲料缶、ジュース缶等の食品
缶用素材として好適な樹脂張り積層鋼板の製造方法及び
装置に関する。

〔従来の技術〕

食品缶等の容器材料としては、これまで錫めっき鋼板、
クロム処理鋼板、ニッケルめっき鋼板等の素材に対して
熱硬化性樹脂をコーティングしたものが使用されている
。このコーティングは、溶液状にした樹脂を使用してい
るため、溶剤の蒸発や塗料の硬化に時間がかかり、また
熱エネルギー゛を多量に消費することになる。しかも、
一度に充分な厚みをもつ塗膜を形成することが困難なた
めに、塗装・焼付けを複数回繰り返すことや、塗膜の密
着性を向上するために鋼帯表面に塗装前処理を施すこと
が必要となる。この点で、更に生産性及び省エネルギー
に問題があるものとなる。

そこで、このような表面処理鋼板に代わるものとして、
樹脂ラミネート鋼板が開発されている。

たとえば、特開昭５６−１２６１２５号公報では、有機
樹脂フィルムを鋼板に貼り付けることが提案されている
。この方法においては、熱可塑性樹脂フィルムをロール
加圧によって鋼板に貼り付ける際に、両者の間にポリオ
レフィン系接着剤を加熱状態で送給し、次いでポリオレ
フィン系接着剤の溶融温度以上に加熱、加圧している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようにして鋼帯表面に積層される樹脂フィルムは、
耐食性、耐水性、ガスバリアー性、加工性に優れている
ことが必要とされる。ところが、このような性質を備え
た樹脂フィルムは、一般的に結晶質のものである。この
結晶質の樹脂フィルムは鋼帯に対する密着性が弱く、僅
かな力が加わることによっても下地の鉄層から剥離する
。したがって、この積層鋼板に対して深絞り、しごき等
の苛酷な加工を加えて缶材を製造するとき、樹脂層の剥
離が生じ、下地の鉄層が内容物に触れ、腐食が進行する
ことになる。

他方、鋼帯に対する密着性に優れた非結晶質の樹脂は、
耐食性、加工性等に劣り、下地の鉄層に対する保護層と
しては不向きである。

このような樹脂のもつ一般的な問題を克服し、優れた密
着性で樹脂層を鋼板表面に形成する方法として、樹脂層
の表層部を結晶質とし、鋼板との接合層を非結晶質とす
ることが、「鉄と鋼」第７２年（１９８６）第８号第３
０１〜３０８頁で提案されている。

鋼板との接合層を非結晶質とするには、樹脂フィルムの
全層を溶融させずに鋼板面近傍の一部のみを溶融させれ
ば良い。しかし、そのための圧着条件範囲が非常に狭く
、実用的な段階には至っていない。また、積層後の鋼板
を急冷することにより再結晶が防止されるが、この冷却
を板幅方向に均一に行うことが実際には難しい。そして
、不均一冷却に起因して樹脂フィルムに皺が発生し易い
。

本発明は、このような現状に鑑み、樹脂フィルムが積層
される鋼帯の表面のみを接合温度に加熱することによっ
て、これに接合される樹脂フィルムの接合層を非結晶化
させ、鋼板に対する密着性を向上させた樹脂張り積層鋼
板を製造することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の樹脂張り積層鋼板の製造方法は、その目的を達
成するため、樹脂フィルムが載置された鋼帯の表面層を
高周波誘導加熱して、該加熱された表面層に樹脂フィル
ムを押圧した直後に、前記鋼帯を冷却することを特徴と
する。

また、この方法を実施するための製造装置は、鋼帯の搬
送ラインに沿って、前記鋼帯の表面に樹脂フィルムを供
給する送りロール、樹脂フィルムが載置された前記鋼帯
の表面層を加熱する高周波誘導加熱器、加熱された鋼帯
表面に前記樹脂フィルムを押圧する抑圧ロール、及び前
記樹脂フィルムが押圧された鋼帯を冷却する冷却帯を設
けたことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本発明の特徴
を具体的に説明する。

第１図は、本発明に従って樹脂張り積層鋼板を製造する
ラインを概略的に説明する図である。

本実施例において、樹脂フィルムが積層される鋼帯１は
、矢印で示すように右方向に連続的に走行している。他
方、樹脂フィルム２は、ロール状に捲回されており、こ
の樹脂フィルムロール３から巻き戻して、シート状とし
て鋼帯１の一面に送り込む。送り込まれた樹脂フィルム
２は、押圧ロール４によって鋼帯１０表面に押し付けら
れる。

なお、本実施例において使用される樹脂フィルム２とし
ては、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプ
ロピレン等がある。

樹脂フィルム２が押し付けられた鋼帯１は、次いで高周
波誘導加熱器５によって加熱される。この高周波誘導加
熱器５による誘導電流は、樹脂フィルム２が載置されて
いる側の鋼帯１表面層にのみ生じる。したがって、鋼帯
１の表面層のみが昇温し、これに接触する樹脂フィルム
２の一部のみが加熱溶融される。このとき、高周波誘導
加熱器５による熱量は、鋼帯１の裏面側に向けて放散さ
れるので、樹脂フィルム２全体が加熱溶融することがな
い。このようにして、非結晶質及び結晶質の２層構造を
もつ樹脂フィルム２が得られる。

樹脂フィルム２は、このように鋼帯１側が非結晶質化さ
れた状態で、圧着ロール６によって鋼帯１に積層される
。圧着ロール６による押圧は、樹脂フィルム２の加熱溶
融された一部が依然として溶融状態又は軟化状態にある
ときに行われる。このためには、使用する樹脂フィルム
２の種類にもよるが、樹脂フィルム２の温度が軟化点〜
硬化点＋５０℃にある範囲に圧着ロール６を配置するこ
とが好ましい。

この圧着ロール６によって、樹脂フィルム２は鋼帯１の
全面に対して貼り付けられる。したがって、樹脂フィル
ム２が積層された鋼帯ｌを後続する冷却板７によって冷
却するときに、樹脂フィルム２が均一に冷却し、その一
部に皺、弛み等が発生することがない。この点から、圧
着ロール６による加圧力を線圧３〜３０　ｋｇ　／　ｃ
ｍとすることが好ましい。この加圧力が線圧３　ｋｇ　
／　ｃｍ以下では、鋼帯１に対する樹脂フィルム２の付
着力が不充分であり、収縮時に樹脂フィルム２の一部が
鋼帯ｌから剥離する欠点が生じる。また、加圧力が線圧
３０ｋｇ／ｃＩ１１を越えるとき、軟化した樹脂フィル
ムが鋼帯１長手方向に流動して”山脈”状の盛り上がり
を生じ、均一被覆性に欠け、成形時にこれを起点にして
剥離する傾向にある。

樹脂フィルム２が積層された鋼帯１は、次いで冷却板７
によって冷却される。この冷却板７は、冷却板内に冷媒
（水、フレオニガス等）　を通す構造で、放射伝熱によ
り鋼帯１の熱を均一に吸収するように作られている。一
般に冷却ロールのような接触式は、鋼帯との全幅完全密
着が困難なため、鋼板からの局部伝熱が起こり不均一冷
却となる。

また、ガス、ミスト、液のような流体噴射式は、流速ム
ラにより不均一冷却になり易い傾向にある。

この冷却板７は、樹脂フィルム２の鋼帯１側が溶融状態
又は軟化状態になっている期間が５秒以内となるような
位置関係をもって、高周波誘導加熱器５の下流側に配置
することが好ましい。この高周波誘導加熱器５から冷却
板７まで走行する鋼帯１の時間が長いときには、樹脂フ
ィルム２の再結晶化が生じ、鋼帯１に対する樹脂フィル
ム２の密着性が低下する。

このようにして、冷却された積層鋼板は、第２図に示す
ように、非結晶質層２ａを介して樹脂フィルム２が貼り
付けられている。すなわち、一枚の樹脂フィルム２のう
ち、鋼帯１側を非結晶質化して鋼帯ｌとの密着性を向上
させ、外側を結晶層２ｂとすることにより耐食性、耐水
性、ガスバリアー性、加工性等の性質を確保している。

非結晶質層２ａの厚み割合は、樹脂フィルム２の全厚に
対して１０〜５０％とすることが好ましい。この割合が
１０％以下のときには、第３図に示すように非結晶質層
２ａの密着性が低下する。なお、第３図は、樹脂フィル
ム溶融後、急冷までの時間を変えて非結晶質層の厚みを
変えたサンプルを作成し、非結晶質層の厚みをＤＳＣ（
示差熱分析計）で測定した非晶質層量から換算したとき
の結果を表し、密着性としては樹脂フィルム２の剥離強
度を使用している。また、非結晶質層２ａの厚み割合が
５０％を越えるとき、密着性の向上はみられるが、結晶
層２ｂに起因する耐食性、耐水性、ガスバリアー性。

加工性等の性質が劣化する。

次いで、樹脂フィルム２として厚み３０ＪＪ７１１のポ
リエチレンテレフタレートを、鋼帯１としての板厚０．
２０ｍｍの軟鋼板に積層した場合を説明する。この鋼帯
１を通板速度１５０　ｍ　／分で移動させながら、１０
０ｋＨｚ、　５００ｋＷの高周波誘導加熱器５によって
、鋼帯１の表面層を２７０℃に昇温し、これに樹脂フィ
ルム２を線圧１０　ｋｇ　／　ｃｍで圧着した。高周波
誘導加熱器５通過後の鋼帯１は、冷却板７によって急速
に１００℃以下に冷却された。その結果、表層が結晶層
２ｂで内雇が非結晶質層２ａの二重構造をもつ樹脂フィ
ルム２が貼り付けされた積層鋼板が得られた。

この積層鋼板において、下地の鉄層に対する樹脂フィル
ム２の剥離強度は８ｋｇ／２５ｍ＋ａであり、優れた密
着性をもっていた。また、冷却前に樹脂フィルム２が鋼
帯１の全面に対して均一に接着しているので、冷却時の
収縮によって樹脂フィルム２が部分的に鋼帯１表面から
剥離するようなこともなく、積層された樹脂フィルム２
は皺、弛み等のない優れた表面性状をもっていた。更に
、樹脂フィルム２の表層部には平均厚み２０Ｊｉｎの結
晶層２ｂがあるため、耐食性、耐水性、ガスバリアー性
、加工性等も優れたものであり、深絞り、しごき等の加
工によって缶材に成形したときにも下地の鉄層に対する
保護層として充分にその機能を発揮したこれに対して、
オーブン加熱を採用した比較例では、鋼帯１をオーブン
炉を通過させることによって２７０　℃に加熱し、これ
に厚み３０ｐのポリエチレンテレフタレートを樹脂フィ
ルム２として積層した。次いで、この積層鋼板を水スプ
レーにより急冷した。この場合、鋼帯１に接する樹脂フ
ィルム２の一部のみを加熱・溶融させるために、厳密な
温度管理が必要であった。また、均一な冷却が行われな
いために、非結晶質層２ａの厚みが一定せず、しかも樹
脂フィルム２の全面に皺が発生し、缶材としての商品価
値が劣るものであった。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、高周波誘導
加熱器によって鋼帯の表面層のみを加熱し、この熱を樹
脂フィルムの鋼帯側表面を加熱・溶融させる熱源として
使用している。このため、鋼帯表面に接触する樹脂フィ
ルムの一部を所定の厚みをもつ非結晶質層とすることが
でき、非結晶質樹脂及び結晶質樹脂の双方の特徴を活か
した樹０　　脂層をもつ積層鋼板が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の樹脂張り積層鋼板の製造ラインを示す
概略図であり、第２図は得られた積層鋼板の断面図を示
し、第３図は非結晶質層の厚みが樹脂フィルムの密着性
に与える影響を示す。 特許出願人　　新日本製鐵　株式會社 代　理　人　　小　堀　　益　（ほか２名）第１図 ス 第２図 第　３　図 ４１百晶賓贋の厚み（ＰＩ’ｎｌ 手　　続　　補　　正　　書 １．事件の表示 昭和６２年特　　許　　願第８３５５１号２、発明の名
称 樹脂張り積層鋼板ＯｔＭ造方法及び装置３、　　？ｔｉ
正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　所　　　東京都千代田区大手町２丁目６番３号明細
書 ６、補正の内容 明細書第８頁第５行「フレオニガス」を「フレオンガス
」に補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、樹脂フィルムが載置された鋼帯の表面層を高周波誘
   導加熱して、該加熱された表面層に樹脂フィルムを押圧
   した直後に、前記鋼帯を冷却することを特徴とする樹脂
   張り積層鋼板の製造方法。 ２、鋼帯の搬送ラインに沿って、前記鋼帯の表面に樹脂
   フィルムを供給する送りロール、樹脂フィルムが載置さ
   れた前記鋼帯の表面層を加熱する高周波誘導加熱器、加
   熱された鋼帯表面に前記樹脂フィルムを押圧する押圧ロ
   ール、及び前記樹脂フィルムが押圧された鋼帯を冷却す
   る冷却帯を設けたことを特徴とする樹脂張り積層鋼板の
   製造装置。