KR920002177B1

KR920002177B1 - 금속용기 및 그 구성부재의 수지피복부에 있어서의 금속노출 측정법과 장치

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Publication number: KR920002177B1
Application number: KR1019870008907A
Authority: KR
Inventors: 미찌꼬 쓰루마루; 유끼오 스즈끼; 후미히로 쓰쓰미; 마사도 아시나; 히로노리 고바야시
Original assignee: 도오요오 세이깡 가부시기가이샤; 다까사끼 요시로오
Priority date: 1986-08-12
Filing date: 1987-08-12
Publication date: 1992-03-19
Also published as: GB2195771A; JPH0567178B2; JPS6344158A; US4846936A; KR880003185A; GB8718872D0; GB2195771B

Abstract

내용 없음.

Description

금속용기 및 그 구성부재의 수지피복부에 있어서의 금속노출 측정법과 장치

제1도는 본 발명의 금속노출 측정법의 원리를 보이는 설명도.

제2도는 이음매 피복용접캔에 대하여, 이름매 높이 방향거리와 누설전류와의 관계의 1예를 보이는 선도.

제3도는 본 발명의 측정방법에 사용하는 장치의 계통적 배치를 보이는 배치도.

제4도는 스트레이트 한 측면이음매의 금속노출의 측정에 사용되는 장치의 요부를 보이는 측면도.

제5도는 제4도의 장치의 홀더를 보이는 단면도.

제6도는 컵모양 뚜껑의 주상(周狀)가공부의 금속노출의 측정에 사용하는 장치의 요부를 보이는 측면도.

제7도는 제6도의 장치의 상면도.

제8도는 오픈 뚜껑의 금속노출의 측정에 사용되는 장치의 요부를 보이는 상면도.

제9도는 제8도의 장치에 있어서의 전극지지기구의 확대 단면도.

제10도는 제8도의 장치의 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 40, 70 : 측정시료 2 : 이음매

3 : 금속소재 4 : 내면 보호도막

5 : 보정 수지 피복층 6 : 측정용전극

7 : 전해질용액 8 : 전해질용액 유지부재

9 : 금속노출부 10 : 접촉극

11 : 시료지지구 12 : 전극지지기구

13 : 구동기구 14 : 구동제어기구

15 : 이터페이스부 16 : 데이터처리부

17 : 컴퓨터 18 : 키이보오드

19 : CRT 20 : 프린터

본 발명은 금속용기 및 그 구성부재의 수지피복부에 있어서의 금속노출측정법 및 장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 급속용기나 캔동체, 캔뚜껑 등의 구성부재에 있어서의 이음매, 각종가공부, 권체 내지 접합부 등의 금속노출을, 미소구분마다 구별하여 검출할 수 있는 측정법과 장치에 관한 것이다.

금속용기의 분야에서는, 내용품에의 금속용출(溶出)을 방지하고 또한 금속의 부식을 방지할 목적으로 용기의 적어도 내면을 유기수지도료로 피복하는 일이 일반적으로 행해지고 있다. 이 목적을 위하여, 용기 캔동체와 캔뚜껑의 제조에 있어서는 유기수지로 도장된 금속소재를 사용하고, 4H 용접등에 의한 이음매부에서는 이것을 스트라이브 모양으로 수지피복을 설치하고, 또 캔뚜껑의 스코어 가공부 혹은 리베트 가공부나 캔뚜껑과 캔동체의 권체부 내지 접속부 등에 대하여 유기수지도료를 분사하여 보정칠을 행하는 일이 널리 행해지고 있다.

종래, 금속용기나 그 구성부재의 수지피복부에 있어서의 금속노출을 평가하는 방법으로서는 이른바 에나멜레이터시험이 알려져 있다. 이 에나멜레이터 시험에서는, 용기 등의 내부에 전해질 수용액을 충만시켜 이 전해질용액중에 측정용 전극을 침지하고, 이 전극과 용기금속과의 사이에 전압을 인가하여, 금속노출의 정도를 누설전류로서 검출한다.

그러나, 상술한 에나멜레이터 시험에서는, 용기나 그 구성부재의 전체의 금속노출이 누설전류의 적사치로서 구할 수 있는데 지나지않고, 수지피복부에 있어서의 개개의 부위에서의 금속노출의 정도를 평가하는 것은 아무리 해도 곤란하였다.

한편, 금속용기나 그 구성부재의 수지피복부에 있어서의 금속노출결함은, 가공구나 처리조작에 관련하여 특정 부위에 발생하는 경향이 있고 각부위에 있어서의 금속노출의 정도를 정확히 평가할 수 있으면, 가공구를 교정하고, 또 처리조작을 개선하므로써, 금속노출을 방지하고, 금속용기나 용기의 부식문제를 해결할 수 있음을 명백하다 할 것이다.

따라서 본 발명은 종래의 에나멜레이터에 있어서의 상기 결점을 해소하고, 개개의 부위에 있어서의 금속노축의 정도를 독립하여 누설전류로서 간편하게 측정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의하면, 금속용기 또는 그 구성부재의 수지피복부와 측정용 전극을 전해질용액을 개재하여 접촉시키고, 이 수지피복부와 측정용전극을 일정방향으로 또, 측정용전극과 수지피복부와의 사이에 전해질 용액을 항상 유지시켜서 상대 이동시켜, 금속용기 또는 구성부재의 금소기체와 측정용 전극과의 사이의 누설전류를 일정피치마다 측정하고, 수지피복부의 금속노출을 각부위마다의 누설전류로서 검출하는 것을 특징으로 하는 금속용기 또는 그 구성부재의 수지피복부에 있어서의 금속노출측정법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 또 수지피복부를 가지는 금속용기 또는 그 구성부재를 접촉극에 대하여 도전상태에서 지지하는 지지구; 측정용전극과 이 전극의 선단에 설치된 전해질용액 유지부재와의 조압으로 구성되고, 또 이 금속용기 또는 그 구성부재의 수지피복부에 전해질 용액을 개재하여 측정용전극이 접촉하도록 설치된 전극지지기구; 이 지지구와 전극지지기구를 상기 접촉상태에서 상대적으로 이동시키기 위한 구동기구; 미리 설정된 측정부위처럼 상기 구동기구의 구동을 제어하는 구동제어기구; 접촉극과 측정용 전극과의 사이에 전압을 인가하여 누설전류를 상기 상대이동의 일정 피치마다 측정하고 또 전류측정치를 어너로그-디지탈 변환하는 인터페이스부; 및 디지털 변환된 데이터를 통계처리하고, 또 표시 내지 기록하는 데이터 처리부로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속용기 또는 그 구성부재의 수지피복부에 있어서의 금속노출을 측정하기 위한 장치가 제공된다.

본 발명의 원리를 설명하기 위한 제1도에 있어서, 측정시표인 금속캔(1)은 용접에 의한 이음애(2)를 가지고 있고, 이음매 이외의 부분에는 금속소재(3)의 내면에는 매면보호막(4)이 설치되어 있고, 용접이음애(2)위에는 보정수지피복층(5)이 설치되어 있다.

본 발명에 사용하는 측정용전극(6)은 그 선단부에 전해질용액(7)을 가지고 있는 유지부재(8)을 대체로 구비하고 있고, 이리하여 측정용 전극(6)은 전해질용액(7)을 개재하여 금속캔(1)의 보정수지피복층(5)과 전기적으로 접촉하고 있다.

제1도에 있어서, 측정부위(A)에 있어서는, 용접이음매(2)는 보정수지피복층(5)으로 완전히 피복되어 있어, 금속노출부가 존재하지 않고 한편 측정부위(B)에 있어서는 용접이음매(2)에는 용접시에 용융금속의 불규칙적인 삐죽나온 부분이 존재하든가, 혹은 피복수지의 젖음이 불량한 부분이 존재하든가 하여, 금속노출부(9)가 존재하고 있다.

측정용전극(6)과 금속캔(1)을 용접이음애(2)에 따라, 일정방향으로 상대적으로 이동시키든가, 이 때 측정용전극(6)과 보정수지 피복층(5)과는 전해용액(7)을 개재하여 항상 전기적 접촉상태가 유지되고, 또 상대적 이동의 일정 피치(간격)마다, 금속소재(3)와 전극(6)과의 사이에 측정용 전압이 인가되고, 양자간의 누설전류가 측정된다. 전극(6)이 측정부위(A)에 있는 경우, 이음매(2)는 보정수지피복층(5)으로 완전히 피복되어 있기 때문에, 누설전류는 검출되지 않고, 전극(6)이 측정부위 B에 다르면, 금속노출부(9)와 전극(6)이 전해질 전해질 용액(7)을 개재하여 도통상태가 되므로, 누설전류가 검출되게 된다. 이 금속노출부(9)와 전극(6)과의 사이에 발생하는 누설전류의 크기는, 금속노출부의 면적에 비례하므로, 각 피치마다의 누설전류의 크기에 의하여 금속노출부의 크기의 정도를 알 수 있고, 또 피치마다의 누설전류를 구하므로써, 금속노출부의 위치와 분포를 정확하게 구할 수 있다.

첨부도면 제2도는 실제의 이음매 피복용접캔으로 측정된 이음매 피복용접캔으로 측정된 이음매의 캔높이 방향거리와 누설전류와의 관계를 도시한 것으로서, 수지피복부의 금속노출의 정도를 각 위치마다 검출할 수 있는 것이 명백해질 것이다.

측정용전극(6)과 측정시료(1)과의 상대적 이동에 있어, 측정용 전극(6)과 수지피복(5)과의 사이에 전해질 용액(7)을 개재시키는 일이 중요하다. 전해질 용액 대신에 수은을 사용하면, 미세한 금속노출부의 검출이 곤란하다는 것을 알았다. 이것은 수은은 도전성에는 뛰어나나, 표면장력이 크고, 미세한 피복결함부에 침입하여 금속노출부를 적시는 것이 곤란하기 때문인 것으로 생각된다.

본 발명에서는 측정용전극(6)과 수지피복(5)과의 사이에서 전해질 용액(7)이 액적 내지 작은 덩어리 형태로 유지되고, 측정용전극(6)이 통과한 수지피복(5)위에 이 용액이 연속한 박막을 남기지 않게 하는 일이 누설전류의 측정정밀도의 점에서 가장 바람직하다. 이것은 유지부재(8)의 재질이나 다공질구조를 선택하고, 전해질용액의 유지량을 조절하고, 혹은 전해질용액의 액성, 예컨대 표면장력 혹은 도막에의 적심성 등을 조절하므로써 가능하게 된다. 그러나, 본 발명에 있어서는 측정용전극(6)이 통과한 수지피복면에 약간의 액삼출을 발생하였다. 하더라도, 일정한 피치마다 금속노출부의 상당히 정밀도가 좋은 검출이 가능하게 된다는 것을 이해해야 한다. 그것은 측정용적극(6)이 금속노출부(9)의 바로위에 있을때의 양자간의 거리는 대체로, 측정 피치μm 내지 5μm의 범위인데 대하여, 측정 피치는 약 0.1 내지 10mm의 범위이고, 한편 측정되는 누설전류치는, 양자간의 저항치, 즉 전해질용액의 주사방향 길이에 반비례하여 작게되기 때문이다. 이리하여 이웃한 금속노출부간에 측정비치보다도 큰 간격이 있으면, 이미 측정된 금속노출부에 이거한 누전전류치에 비하여 지금 측정코저하는 금속노출부에 의거한 누설전류치가 상당히 큰 값을 보이므로, 양자의 판별이 가능하게 된다.

본 발명의 금속노출측정법은 금속용기나 그 구성부재의 수지피복부의 금속노출측정에 널리 적용된다. 위에 설명한 피복측변 용접캔과 같이, 측정할 부분이 스트레이트한 피복부분인 경우에는, 측정용전극이 이 스트레이트한 피복부분을 투사하도록 상대적 이동을 행하게 하면 된다. 또, 주상의 이음매를 지니는 용기의 경우에는, 용기를 회전시키고 측정용전극이 주상이음애에 따라서 피복부분에 대한 누설전류를 측정하면된다. 또 스코어 가공부나 리베르 가공부를 구비한 오픈이 용이한 오븐뚜껑의 경우에는 이들의 가공부에 따라서, 측정용전극의 트레이스가 행해지도록 하면된다. 이리하여 본 발명에 의하면 임의의 형상의 부분의 금속노출을 측정할 수 있다.

본 발명의 측정방법에 사용하는 장치의 계통적 배치를 보이는 제3도 및 제4도에 있어서, 이 장치는 측정시료(1)를 접촉극(10)과의 도전상태를 지지하는 지지구(11); 측정용전극(6) 및 이 전극부재 선단의 전해질 용액 유지부재(8)를 구비한 전극지지기구(12); 지지구(11)와 전극지지기구(12)를 앞서 설명한 접촉상태에서 상대적으로 이동시키기 위한 구동기구(13)(제4도); 미리 설정된 측정부위와 같이 구동기구(13)의 구동을 제어하는 구동제어기구(14); 접촉극(10)과 측정용적극(6)과의 사이에 전압을 인가하여 누설전류를 상대이동의 일정피치마다 측정하고, 또 측정전류를 어너로그 디지털 변환하는 인터페이스부(15); 및 디지털 변환된 데이터를 통계처리하고, 또 표시 내지 기록하는 데이터처리부(16)로 구성된다. 이 데이터처리부(16)는 컴퓨터(17), 키이보오드(18), 음극선관(CRT)(19) 및 프린터(20)를 구비하고 있다.

용접이음매 캔의 이음매 피복의 측정에 사용하는 지지구(11), 전극지지기구(12) 및 구동기구(13)를 보이는 제4도에 있어서, 지지구(지지대)(11)는, 기틀(21)에 대하여 수직방향의 슬라이드축(22)을 개재하여 승강이동 가능하게 설치되어 있다. 지지대(11)는 또 무터(23)에 의하여 구동되는 캠판(24)과 접촉하고 있고, 캡판(24)의 회동에 의하여 임의의 높이 위치에 조절이 가능하게 되어 있다. 지지대(11)는 시료캔체(1)를 가로로한 상태에서 일정방향 즉, 제4도에 있어서 좌우방향으로 배열하여 지지하기 위한 홀더(25)를 배치하고, 이 홀더(25)의 한쪽의 단부, 도면에서 좌방의 단부에는, 시료캔체(1)을 플랜지 단부와 접촉하고, 전기적으로 접촉하되 접촉극(10)이 설치되어 있고, 또 홀더(25)이 타방의 단부, 도면에서 우방단부에는, 시료캔체(1)를 고정하기 위한 슬라이드 가능한 걸쇠(26)가 설치되어 있다.

호울러(25)는, 임의의 직경 및 높이의 캔체를 유지할 수 있도록 되어 있고, 제5도의 단면도에 보이는 바와 같이, 위로 열린 대향하는 2개의 테이터부(27)(27)로 구성되어 있다. 걸쇠(26)도 캔체의 임의의 높이에 따라 조절이 가능하고, 수동 혹은 제어된 모우터 구동으로 위치의 조절이 가능하고, 또 일정한 하중으로 캔체(1)를 접촉구(10)으로 압압이 가능하게 되어 있다. 지지대(11)에 있어서, 홀더(25)가 설치되어 있는 측과 반대측의 단에는, 측정용의 전해질용액(7)을 수용하는 작은 탱크(28)가 설치되어 있다. 본 발명에 있어서, 지지대(11)에는 단일의 홀더(25)가 설치되어 있어도 좋고, 또 복수개의 홀더가 설치되어 있어서, 복수개의 캔체의 측정이 동시에 병행적으로 행해지도록 되어 좋다. 도시하는 구체예에서는 5개의 홀더가 설치되고, 5개의 시료에 대한 측정이 동시에 행해지도록 되어 있다. 전극지지기구(12)는 스탠드(29)와, 스탠드(29)에 수평방향으로 이동가능하게 지지되어 있는 접동축(30)과, 접동축(30)에 대하여 브래킷(31)을 개재하여 고정된 측정용 전극(6)과, 측정용전극의 선단, 즉 하단에 설치된 전해질용액 유지부재(8)로 구성되어 있다. 스탠드(29)의 내부에는 접동축(30)을 수평방향으로 구동시키기 위한 구동기구(13)(일점쇄점으로 도시)가 내장되어 있다. 측정용전극(6)은 수직방향으로의 약간의 이동이 허용되도록 설치되어 있고, 이리하여, 측정용전극(6)은 측정 조건하에서는 중력에 의하여 시험캔체(1)의 측정부위와 접촉하고, 또 측정부위에 상하방향의 요철(凹凸)이 존재하여도, 이에 정확히 추수하여 상대이동이 가능하도록 되어있다.

전해질용액 유지부재(8)로서는, 전해질용액(7)을 유지할 수 있는 섬유 혹은 수지의 다공질부재가 대체로 사용된다. 물론 이 유지부재(8)는, 이것과 접촉하는 시험캔체의 수지피복면에 대하여 접촉압에 의하여 이면을 적시는데 충분한 전해질용액을 삼출시킬 수 있는 것이 아니면 안된다.

이 목적으로 목면, 재생 셀룰로오스섬유 등의 천연 또는 재생섬유나, 폴리비닐알코올섬유, 아크릴섬유, 나일론서많유, 폴리에스텔섬유 등의 합성섬유 혹은 이들의 혼합섬유의 방직물이나 부직포; 또는 폴리우레탄 혹은 다른 합성수지의 연통기포형 발포체 혹은 다공질 유리 내지 세라믹등이 유리하게 사용되고 있다.

일반적으로, 재료단위 중량당의 한계보수량(물은 적화(摘花)시키는 일없이 최대한 보수도리 수 있는 량)이 0.1 내지 100g/g, 특히 0.5 내지 50g/g의 범위에 있는 섬유질 재료가 가장 적합하다. 목면과 같은 흡수성 섬유의 가제, 비단, 갑사 등의 다공성 직물이 이 유지부재(8)로서 부수성 및 강도의 점에서 만족할만한 것이다. 유지부재(8)의 형상은 전극의 선단을 측정함에 있어서 포장할 수 있는 것이라면, 임의의 형상이라도 좋고, 예를 들면 상술한 다공성직물의 경우에는 전극선단에 감은 형상 혹은 전극에 덮어씨운 푸대의 모양으로 사용된다.

측정용전극(6)의 단명형상 및 치수는 원주상 혹은 각주상 등의 임의의 형상 및 치수 일지라도 좋으나, 일반적으로 전극의 진행방향에 대한 길이가 0.1 내지 10mm의 전극이 바람직하다. 전극의 재질은 스텐레스스틸, 니켈, 백금, 탄소봉 등의 내부식성 도전성 재료로 구성된 것이라면 임의의 것이라도 좋다.

전해질용액으로서는, 전도도가 0.1 내지 400m-mho/cm, 특히 0.5 내지 200m-mho/cm로 또한 측정코저 하는 시표의 수지피복에 대한 접촉각이 90도 이하, 특히 85도 이하의 것이 가장 적합하게 사용된다. 이 용액은, 기본적으로는 수용성염류, 예를 들면 염화나트륨, 염화칼륨, 황산나트륨, 황산칼륨, 초산나트륨등의 염류; 무기산 혹은 유기산류; 또는 무기염기 혹은 유기염기와 같은 전해질을 0.05 내지 70중량%의 농도로 함유하는 수용액으로 구성되어 있으며, 유기수지피복에 대한 젖는 성질을 향상시키고, 피복결함을 통한 금속노출부에의 침투성을 높이기 위하여, 아니온계 기계면활성제가 노니온계 계면활성제 혹은 양성계면활성제등의 계면활성제나, 메타놀, 에타놀, 이소프로필알코올 등의 알코올류나, 아세톤, 메틸에틸케톤등의 케톤류, 각종 에텔류 등의 친수성 유기용매를 이 전해질 용액 중에 함유시킬 수 있다.

측정함에 앞서서 각종시험용 캔체에 대한 기초데이타, 예를 들면 캔직경, 캔높이, 캔종류, 용도등에 대하여 기초데이타를 컴퓨터(17)에 기록시켜 둔다. 키보우드(18)에 의하여 측정코저하는 캔종류, 용도등을 입력하고, 시험캔체(1)를 캔의 피복용접 이음매(2)가 최하방이 되도록 홀더(25)에 부착시킨다. 상기 데이터의 입력에 의하여, 측정에 사용되는 전해질용액의 종류가 지정되므로 탱크(28)에 지정된 전해질용액을 충전한다.

이어서 키보우드(18)에 의하여 측정의 입력을 행한다. 컴퓨터(17)로 부터의 지시에 의하여, 각 기구의 구동은 다음의 순서로 행하여 진다.

모우터(23) 따라서 캠판(24)이 구동하여, 지지대(11)가 상승되고, 전극선단의 전해질용액 유지부재(8)가 탱크(28)내의 전해질용액(7)중에 침지되고 일정량의 전해질용액이 유지부재(8)에 유지된다. 이어서, 모우터(23)에 따라서 캠판(24)이 구동되고, 지지대(11)는 하강되고, 소정위치에서 정지된다. 전극지지기구중의 구동기구(13)가 구동되어서 접동축(30) 따라서 측정용전극(6)이 예비이동(도면에 있어서 좌측방향으로 이동)을 개시하고, 전극(6)이 캔내에 삽입되어서, 측정개시 위치에서 정지한다.

이어서, 지지대(11)용의 모우터(23) 및 캠판(24)이 구동되고, 지지대(11)를 상승시키고, 측정용전극(6)과 시험용캔체(1)의 보정수지피복층(5)(제1도)이 전해질용액을 개재하여 접촉하는 위치에서 정지된다.

이 위치에서 구동기구(13)가 재차 구동되고, 접동축(30), 따라서 측정용전극(6)을 측정이동(도면에 있어서 우측방향으로 이동)시킨다.

이 측정이동에 있어서, 컴퓨터(17)로부터의 지령에 의하여, 인터페이스부(15)를 통하여 일정 피치마다 측정용전극(6)과 접촉극(10)과의 사이에 일정한 전압이 인가되고, 양자간에 생기는 누설전류는 인터페이스부(15)에 있어서, 어널로그 디지털 변환되고, 디지털 측정치로서 컴퓨터(17)에 입력된다.

컴퓨터에 입력된 누설전류치는 각 피치마다 즉 측정부위마다 기록되고, 누설전류치의 분포, 평균치, 최대 및 최소치, 설정허용범위와의 대비 및 합부판정 등의 통계처리가 행하여진다.

이 결과는 표 및 그래프의 모양으로 CRT(19)에 의하여 화면 표시되고, 혹은 프리터(20)에 의하여 프린트로서 출력할 수 있다.

상술한 측정용 전극(6)의 측정용 주사이동의 범위는, 캔종류에 따른 캔높이에 따라서 설정되고, 측정용 주사이동 종료에 따라, 모우터(23) 따라서 캠판(24)이 구동되어서, 지지대(11)는 소정위치까지 하강한다. 접동축(30)은 다시 우축방향으로 이동하고, 측정용전극(6)이 탱크(28)의 윗쪽위치에 도달되었을 때, 구동정지된다.

누설전류의 측정피치폭은 전극(6)의 크기등에 따라서도 다르지만, 일반적으로 0.1 내지 10mm, 특히 1 내지 5mm의 피치폭이 적당하다. 또, 측정용전극(6)의 상대적 이동속도는, 측정정밀도의 점에서 300mm/초 이하인 것이 바람직하고, 일반적으로 10 내지 100mm/초의 범위가 적당하다. 양극간에 인가되는 전극은, 측정용 전극과, 금속노출부와의 간격이 작으므로, 작은 것이 좋고, 일반적으로 0.1 내지 30볼트, 특히 0.5 내지 15볼트의 범위가 적당하다. 측정용전압으로서는, 직류전압을 이용하는 것이 좋다. 누설전류는 전항에 의한 전압강하로서 측정하고, 이 전압강하를 변환하므로써 데이터로서 판독한다. 또, 누설전류의 측정에 요하는 시간은 1 내지 25마이크로초 정도로 범위가 짧은 것이고, 동시에 다수개의 측정이 가능하게 된다.

이상 설명한 측정장치에 의하면, 캔내면의 스트레이트한 이음매의 금속노출을 측정할 수 있으나, 본 발명은 금속제 용기의 구성부재의 임의의 부분에 있어서의 수지피복부의 금속노출을 측정하는데 이용할 수 있다.

예를 들면 일본특개소 61-47338호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 드로운 아리어링 성형에 의하여 제조한 유저캔동체의 도장물에 도장금속판을 드로운 아리어링 성형시키므로써 제조한 로트형상 4뚜껑체를 끼워맞춰서 둘레이음매를 형성한 빈형상의 금속제용기가 알려져 있다. 이 뚜껑체에서는 여러단의 단형성부가 잇으며, 이단형성부는 심한가공에 의하여 금속노출이 생기기 쉽다.

본 발명에서는, 이 둘레의 단형성부의 금속노출도 측정할 수 있다. 이 측정에 이용되는 장치를 나타낸 제6도 및 제7도에 있어서, 이 뚜껑체(40)는 도장금속판의 드로운 아이어링 성형으로 제조된 테이퍼형상어깨부(41)와 소경의 원통상 머리부(42)로 구성된다. 테이퍼상 어깨부(41)의 도중에는 복수의 둘레단형성부(43a,43b)가 설치되어 있고, 테이퍼상 어깨부(41)의 외측에는 동체부(도시하지 않음)와 끼워맞춤되는 폭이 넓은 둘레단형성부(44)가 설치되어 있다. 이 측정장치도, 일반적으로 시료지지구(11)와 전극지지기구(12)와 구동기구(13)로 구성되어 있다. 이 구체적 예에서는 시료지지구(11)는 홀더이고, 수직부(50)와 수평부(51)로 구성된 대에 설치되어 있다. 즉 수직부(50)에는 회전축(52)이 설치되어 있으며, 이 축(52)에 뚜껑채(40)용의 홀더(11)가 착탈가능하게 부착되어 있다. 홀더(11)는 중공의 컵형상을 갖고 있으며, 내부(53)에 뚜껑체(40)를 고정시켜 수용할 수 있는 동시에, 그 개구단부에는 뚜껑체(40)의 금속기채와 도통하는 접촉극(10)이 설치 또, 수평부(51)의 한쪽의 단부에는 측정용의 전해질용액(7)을 수용하는 작은 탱크(28)가 설치되어 있다. 전극지지기구(12)는, 상하접동축(54), 이 상하접동축(54)에 대하여 지지부(55')를 개재하여 직각으로 부착된 수평봉(55), 상하접동축(54)을 수직방향으로 승강구동하는 상하구동모우터 및 리니어헤드(56), 이 리니어헤드(56)를 수평방향으로 이동가능하게 지지된 수평방향 접동기구(57), 및 이 수평방향접동기구(57)를 통하여 상하방향 리니어헤드(56)를 수평방향으로 구동하는 수평구동모우터 및 리니어헤드(58)로 구성되어 있다. 수평봉(55)의 선단에는 하향이 측정용전극(6) 및 전해질용액 유지부재(8)의 쌍이 설치되어 있으며, 그리하여 측정용전극(6)은 상하구동 리니어헤드(56)의 구동에 의하여 상하동하고, 수평구동 리니어헤드(58)의 구동에 의하여 수평등 할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 수평봉(54)은 상하 접동측(54)위의 지지부(55')에 대하여 다소의 요동이 가능하도록 부착되어 있고, 시료뚜껑체(40)의 측정부위에 대하여, 측정용전극(6)이 수평봉의 중력에 의하여 일정한 접촉압으로 접촉될 수 있도록 되어 있다.

시료지지구(11)와 측정용전극(6)과를 상대적으로 이동시키는 구동기구(13)는, 이 구체적예에서는 펄스모우터 혹은 사보모우터로 구성되었으며, 그 구동력은 풀리(59), 무한벨트(60) 및 풀리(61)를 개재하여 홀더(11)를 지지하는 회전축(52)에 전달되로록 되어있다.

제6도 및 제7도에 나타낸 측정장치에 있어서도, 제3도와 같은 계통에 의한 구동제어 및 데이타 처리가 해아하여진다. 또, 각 구동용 모우터는 모우 펄스모우터이고, 구도펄스수로 위치를 측정할 수 있다. 펄스모우터 대신에 사보 모우터를 사용하여, 사보기구에 의하여 위치에 제어를 행할 수 있는 것은 물론이다.

우선, 제3도에 있어서, 키보드(18)에 의하여 측정코저하는 뚜껑의 종류, 용도등을 입력하고, 시험뚜껑(40)을 소정의 뚜껑홀더(11)에 부착시킨다. 또, 탱크(28)에 소정의 전해질용액(7)을 충전하고, 키보드(18)에 의하여 측정개시의 지시를 행한다.

제6도에 있어서, 상하구동모우터 및 리니어헤드(56)가 구동되고, 측정용전극(6)은 그 선단의 전해질용액 유지부재(8)가 저내질용액을 유지한 상태로 상승되고, 일정위치에 도달한 다음, 상하구동모우터(56)가 정치되고, 수평방향궁동모우터 및 리니어헤드(58)가 구동되어서, 측정용전극(6)이 뚜껑(40)내에 삽입되도록(도면에 있어서 좌측방향으로) 수평이 이동한다. 측정용전극(6)이 최초의 측정부위, 즉 둘레 단형성부(43a)에 대응하는 위치에 도달되었을 때, 수평방향구동모우터(58)가 정지되고, 상하구동모우터 및 리니어헤드(56)가 구동되어 측정용전극(6)이 하강되고, 이어서 정지되어 둘레단형성부(43a)와 측정용전극(6)과가 전해질용액을 개재하여 접촉된다.

이 상태로 구동기구(13)가 구동되어 뚜껑홀더(11)를 1회전시키고, 둘레단형성부(43a) 내면의 1주분에 대하여, 일정피치 마다의 누설전류치가 측정된다.

이 측정종료 후, 수평구도모우터 및 리니어헤드(56)가 구동되고 측정용전극(6)이 오른쪽으로 이동되고 다음의 둘레단형성부(43b)에 대응하는 위치에 도달되었을 때, 상하구동모우터 및 리니어헤드(56)가 하강구동 되어서, 측정용전극(6)과 둘레단형성부(43b)가 접촉하여 상기와 같이 단형성부(43b) 1주분에 대하여 일정피치마다의 누설전류의 측정이 행하여진다. 이 조작은 최종단형성부(44)까지 반복되어 행해진다.

본 발명의 측정방법은 내면이 피복되고 오픈이 용이한 뚜껑에 있어서의 리베트 가공부나 스코어가공부의 금속노출의 측정에도 적용될 수 있다.

이 측정에 사용되는 장치를 나타낸 제8도에 있어서, 측정용의 오픈이 용이한 뚜껑(70)은, 주위에 밀봉용흠(71), 중앙에 리메트가공부(72) 및 스코어가공부(73)을 구비하고 있다. 측정용의 장치요부는 제8도, 제9도 및 제10도에 표시한 바와 같이, 역시 뚜껑지지구(11), 전극지지기구(12) 및 구동기구(13)로 구성된다.

뚜껑지지구(11)는, 기틀레 대하여, 상하구동실린더(74)를 개재하여 상하동가능하게 설치된 지지대(75)와, 이 지지대(75)에 대하여 +자형으로 설치된 뚜껑압하겸 접촉구(76)으로 구성되어 있다. 뚜껑압하(76a),(76b)(76c)(76d)는 뚜껑(70)의 경내방향 및 경외방향으로 접동가능하게 되어 있으며, 항상 스프링(도시하지 않음)에 의하여 경내방향의 힘이 부세되어 있다. 그리하여 뚜껑외주단연을 통하여 접촉극과 뚜껑과의 사이에 도통상태가 얻어질 수 있도록 되어있다. 뚜껑(70)은 그 내면(수지피복면)이 상향이 되도록 지지구(11)에 부착되어 있다.

전극지지기구(12)는, 측정용전극(6)을 지지하는 상하방향접동축(77)과, 이 접동축(77)을 접동가능하게 지지하는 홀더(78)와, 홀더(78)의 후술하는 구동기구에의 부착부(79)로 구성되어 있다. 접동축(77)의 상단에는 정지(80)가 설치되어 있고, 측정코저하는 뚜껑에 대하여 일정한 중령에 의하여 접촉되고 또한 측정면의 요철에 대응하여 상승하강할 수 있도록 되어 있다.

구동기구(13)는, 전극지지기구(12)를 Y축 방향으로 슬라이드 가능하게 지지하는 Y축 슬라이드(81)와, Y축 슬라이드(81)를 X축 방향으로 슬라이드 가능하게 지지하는 X축 슬라이드(82)로 구성되어 있다. 전극지지기구(12)를 Y축 슬라이드(81)에 따라서 구동시키기 위하여, Y축 구동모우터(83) 및 Y축 구동 와이어(84)가 설치되고, 또 Y축 슬라이드(81)를 X축 슬라이드(82)에 따라서 구동하기 위하여 X축 구동모우터(85) 및 X축 구동와이어(86)가 설치되어 있다. 이 X-Y축 및 Y-축 구동기구는, 소위 X-Y프로타의 구동기구로서 자체공지의 것이고, 예를 들면 X-Y의 구동은 사보기구(D.C 모우터와 폰텐숀 메타에 의함)로 와이어로 각 슬라이드부로 연락되므로써 행하여 진다. 이동위치 정밀도는 0.1mm 정도의 범위이다.

그리고, 지지대(75)의 단부에는 전해질용액(7)을 수용하는 탱크(28)가 설치되어 있다.

측정함에 앞서, 각종 오픈이 용이한 뚜껑에 대한 기초데이타, 예를 들면 뚜껑직경, 스코어형상 및 위치, 리베트형상 및 위치내면 피복재등의 데이터를 컴퓨터(17)에 기재시켜둔다. 측정하여야할 뚜껑의 종류, 용도등을 키보드(18)에 의하여 입력되고, 뚜껑(70)을 소정의 위치에 세트한다. 탱크(28)에 소정의 전해질용액(7)을 충전시키고 키보드(18)에 의하여 측정의 입력을 행한다.

우선 측정개시때에 있어서, 지지대(75)는 하강위치에 있고, X-Y 구동계(83),(85)에 소정의 X-Y 좌표치에 대응하는 전력이 입력되고, 측정용전극(6)은 전해질용액탱크(28)위에 이동된다. 상하구동실린더(74)가 상승구동되어서, 전극선단의 전해질용액 유지부재(8)에 소정량의 전해질용액이 함침된 다음, 지지대(75)는 재차 소정위치로 하강된다.

이어서, 스코어가공부(73) 혹은 리베트가공부(72)의 측정개시위치의 X-Y좌표치에 대응하는 전력이 X-Y 구동계에 입력되고, 측정용 전극(6)은 뚜껑(70)의 당해위치의 윗쪽에 도달한다.

여기서 상하구동실린더(74)가 상승구동되고, 측정용전극(6)과 뚜껑내면이 전해질용액을 개재하여 접촉된다. 컴퓨터(17)에 기록되어 있는 스코어가공부의 패턴 혹은 리케트가공부의 패턴에 정확하게 따라서 측정용전극(6)이 X-Y방향으로 수평구동되고, 상기 가공부에 걸쳐서 일정 비트마다 누설전류치가 측정되고, 이 측정치는 컴퓨터에 의하여 통계처리된다.

상기한 설명에서는 개봉 용이성 뚜껑의 스코어 가공부 또는 리벳 가공부에 대해서만 일정 비트마다의 누설전류치의 측정이 실시되나, 뚜껑 내면 전역에 걸쳐서 전극(6)의 주사이동을 실시하여 스코어가공부 및 리벳가공부를 포함해서 전역에서의 일정 비트마다의 누설전류치를 구할 수 있다.

본 발명에 의하면 임의의 형상의 피복 금속용기나 피복금속용기 구성부재에 대하여 개개의 부위에 있어서의 금속노출의 전도를 부위마다 독립된 누설 전류위(位)로서 간단히 측정할 수 있고, 금속용기의 품질관리 및 공정관리상 극히 유효하다.

[실시예 1]

도금량 2.8g/m^2,판두께 0.20mm의 양철 대판(大板) 내면측에 에폭시페놀계수지도료를 막두께 7μm로 도장차여 소부하고, 외면측에는 인쇄를 했다. 이 대판을 슬리터로 136.52mm×165.90mm 블랭크로 절단하여 용접기로 용접해서 202경(徑) 250그램 실린더캔을 제작했다.

이어서 표 1에 표시하는 보정도료로 내면 사이드시임부를 보정하여 상기의 표에 표시하는 조건으로 보정도료를 건조 경화시켰다.

상기 사이드시임을 보정한 실린더캔을 통상의 방법으로 멀티비이드 및 넥인가공한 후, 표 1의 마아크 D에 대해서는 비닐계 도료로 내면을 스프레이 도장하고, 통상의 조건으로 도료를 건조시켰다.

이들의 캔동의 내면사이드 시일부의 보정상태를 확인하기 위하여 제3 내지 제5도의 장치로 아니온계 계면활성제를 첨가한 1% NaCl 전해질용액을 사용해서 금속노출을 측정했다. 100캔 측정한 결과를 표 1에 표시한다. 한편, 동일조건으로 건조한 캔 100캔에 오렌지쥬우스를 충전하고, 37℃로 6개월간 저장한 후, 내용품의 철용출량을 측정했다. 이 결과도 표 1에 표시한다.

[표 1]

[실시예 2]

판두께 0.21mm의 니켈 주석 피복 강판의 내면측에 에폭시페놀계 수지도료를 막두께 7μm로 도장 소부하고, 외면측에는 인쇄를 했다. 이 대판을 슬리터로 136.52mm×165.90mm의 블랭크로 절단하여 용접기로 용접해서 202경 250그램 실린더캔을 제조했다.

이어서 표 2에 도시하는 보정재료 동표의 보정형태로 사이드시임을 보정하여 동표에 표시하는 조건으로 보정재를 경화 또는 접착했다.

상기 사이드시임을 보정한 실린더캔을 통상의 방법으로 넥인가공한 후, 캔동체의 내면사이드시임부의 보정상태를 확인하기 위하여 제3 내지 제5도에 표시하는 장치(전극 및 유지부재는 실시예 1과 동일)로 노니온계 계면활성제를 첨가한 1.5% NaCO₃, 1% NaHCO₃혼합전해질 용애이기을 사용해서 금속노출을 측정했다. 100캔 측정한 결과를 표 2에 표시한다.

한편, 동일 조건으로 제조한 캔 100캔 커피음료를 태스트팩하여 실온에서 6개월 저장한 후, 내용품의 철용출량을 측정했다. 이 결과도 아울러 제2표에 표시한다.

[표 2]

[실시예 3]

판두께 0.21mm의 TFS 대판의 양면에 프리머를 막두께 3μm로 도포하여 소부했다. 내면측에는 다시 접착마진 이외의 면에 에폭시 페놀계 도료를 막두께 5μm로 도장하여 소부하고, 또 외면측은 접착마진 이외의 면에 인쇄를 실시했다. 이 대판을 슬리더로 적정한 마진을 확보하여 136.52mm×170.40mm로 절단하여 보디메이커로 나이론 필름을 사용해서 접착하여 202경 250그램 실린더 캔을 얻었다. 그러나 사이드시임 이사이드 키트에지는 나일론 필름으로 피복된다.

이 실린더캔을 보통의 방법으로 넥인가공한 후, 캔통 내면 사이드 시임부의 금속노출을 제3 내지 제5도에 도시하는 장치에서 1% 염화스트론튬 전해질용액을 사용해서 측정했다. 100캔 측정한 결과를 제3표에 표시한다. 한편 동일조건으로 제조한 캔 100캔에 커피음료를 테스트팩하여 실온에서 6개월 저장한 후, 내용품의 철용출량을 측정했다. 이 결과를 제3표에 표시한다.

금속노출 측정한 전 캔에 있어서 누설전류는 영이었다.

[표 3]

[실시예 4]

판 두께 0.22 mm의 니켈주석 피복강판의 내면측에 에폭시페놀계 수지도료를 막두께 7μm로 도장하고, 외면측에는 인쇄를 했다. 이 대판을 슬린터로 185.13mm×99.25mm로 절단하여 용접기로 용접해서 실린더캔을 제조했다. 이어서 표 4에 표시하는 보정도료로 사이드 시임을 보정하여 동표에 표시하는 조건으로 보정도료를 건조 경화시킨 후, 장출가공(張出加工)하여 150그램 변형실린더 캔을 제조했다. 이어서 변형실린더 캔의 내면을 열경화성 비닐계도료로 스프레이도장하여 소부했다. 이 캔동의 내면 사이드시임의 보정상태를 확인하기 위하여 제3 내지 제5도에 도시하는 장치(전극 및 유지부재는 실시예 1과 동일)로 1% 염산전해질용액을 사용하여 금속노출을 측정했다. 100캔 측정한 후 결과를 제4표에 표기한다.

한편, 동일조건으로 제조한 캔 100개에 커피음료를 테스트팩하여 실온에서 6개월 저장 후, 내용품의 철용출량을 측정했다. 이 결과를 제4표에 표시한다. 금속노출은 장출가공부(張出加工部)에 집중되고 있고, 그 노출위치를 명확히 하는 점에서 유익했다.

[표 4]

[실시예 5]

마아크 A는 판두께 0.3mm의 외면측을 도장 소부한 알루미늄 대판의 내면측에 PET 필름을 라미네이트하여 통상의 방법으로 성형하여 307경 플오픈엔드를 얻었다.

마아크 B는 판두께 0.3mm의 외면을 도장 소부한 알루미늄 대판의 내면측에 비닐올가노졸계 도료를 막두께 4μm로 도장하여, 통상의 방법으로 307경 플오픈엔드로 성형한 후, 뚜껑 내면을 폴리에스텔에폭시계 도료로 내면측을 스프레이 보정해서 얻었다.

이들 뚜껑의 스코어 및 리벳부의 금속노출을 제8도 내지 제10도에 도시하는 장치에서 10% NaCl 전해질 용액을 사용해서 측정했다. 뚜껑 100장을 측정한 결과를 제5표에 표시한다.

한편 동일 조건으로 제조한 뚜껑 두종류를 권체한 T 2 양철용접캔에 참치조림을 팩하여 37℃에서 6개월 저장한 후 천공의 유무를 조사했다. 그 결과로 제5표에 표시한다.

[표 5]

[실시예 6]

통상의 커피음료용 202경 250 그램용접캔의 캔동내면사이드시임 보정부의 금속노출을 제3 내지 제5도에 도시하는 장치에서, 표 6에 표시하는 3종류의 전해질용액 및 수은을 사용해서 측정했다. 각 100캔 측정한 결과를 표 6에 표시한다. 또 전극 및 유지부재는 수은 이외는 실시예 1의 것을 사용했다. 수은에 대해서는 1mm경의 파이프 전극을 사용했다.

한편 이 캔에 커피음료를 케스트팩하여 실온에서 6개월 저장한 후의 내용품의 철용출량을 측정했다. 그 결과를 제6표에 표시한다.

전해액에 수은을 사용했을 경우는 보정재와의 융합성이 불량하기 때문에 미소한 금속노출을 검출할 수 없다.

또, 전도도가 극히 작은 전해질 용액을 사용했을 경우에는 누설전류가 극히 작고, 적정한 평가가 어렵고, 전도도가 극히 큰 전해질용액에서는 보정재의 파괴를 유기하여 금속노출면적에 대응하는 누설전류치를 측정할 수가 없다.

[표 6]

[실시예 7]

판두께 0.44mm의 알루미늄판을 드로운가공 및 아이어닝가공으로 성형하여 제조한 유저의 캔동의 내면을 도장 소부하고, 외면을 인쇄했다. 또 판두께 0.25mm의 내외 면을 도장한 알루미늄판을 드로운 형성하여 다단의 단형성 가공부를 가지는 로오트상의 뚜껑을 제조했다.

이 뚜껑의 단형성 가공부의 도막손상 형태를 확인하기 위하여 제6도 내지 제7도의 장치(전극부재로서는 2R의 원주상 스테인레스스틸을 사용했다)에서, 10% NaCl 전해질 용액을 사용하여 수종류의 로트의 금속노출을 측정했다.

상기 수종류의 로트의 뚜껑을 상기 내면 도장한 유저캔동에 접착제를 개재하여 감압하고, 맥주를 팩하여 실온에서 6개월 저장한 후, 내용품의 품질을 조사했다.

그 결과 개개의 금속노출부위의 누설전류가 1mA 이하, 또 통계치 5mA 이하의 로트에서는 하등의 품질상의 문제는 없으나 통계치가 500mA 이상의 누설전류를 나타낸 로트에서는 맥주가 혼탁해진 것도 있었다.

이상의 실시예의 결과에 의하면 본 발명의 측정방법에 의하면 각 부위에 있어서의 금속노출을 누설전류치로 하여 측정하고, 합계치나 최대치 등의 통계처리도 쉽게 실시할 수 있고, 또 측정되는 누설전류치도 실(實)캔에 있어서의 금속용출이나 부식과의 사이에는 확실히 상관관계가 성립되는 것이 명백하다.

Claims

금속용기 또는 그 구성부재의 수지피복부와 측정용 전극을 전해질 용액을 개재하여 접속시키고, 그 수지피복부와 측정용 전극을 일정방향으로 또한 측정용 전극과 수지피복부와의 사이에 전해질 용액이 항시 유지되도록 하여 상대이동시키고, 금속용기 또는 구성부재의 금속기체와 측정용 전극 사이의 누설전류를 일정비트마다 측정하여 수지피복부의 금속노출을 각부위 마다의 누설전류로서 검출하는 것을 특징으로 하는 금속용기 또는 그 구성부재의 수지피복부에 있어서의 금속노출측정법.
제1항에 있어서, 각 부위마다 누설전류치를 아날로그디지탈 변환하여 얻어지는 변환치를 통계처리하는 것을 특징으로 하는 금속용기 또는 그 구성부재의 수지피복부에 있어서의 금속노출측정법.
제1항에 있어서, 측정용전극은 그 선단에 전해질 용액을 유지하는 유지부재를 가지는 것을 특징으로 하는 금속용기 또는 그 구성부재의 수지피복부에 있어서의 금속노출측정법.
제1항에 있어서, 전해질 수용액이 0.1 내지 400m-mho/cm의 전도도와 90도 이하의 수지피복에 대한 접촉각을 가지는 것을 특징으로 하는 금속용기 또는 그 구성부재의 수지피복부에 있어서의 금속노출측정법.
수지피복부를 가지는 금속용기 또는 그 구성부재를 접촉극에 대하여 도전상태로 지지하는 지지구와 측정용 전극과 그 전극의 선단에 형성된 전해질 용액 유지부재와의 조합으로 구성되고, 또 그 금속용기 또는 그 구성부재의 수지피복부에 전해질 용액을 개재하여 측정용 전극이 접촉하도록 설치된 전극지지기구과, 그 지지구와 전극지지기구를 상기 접촉상태로 상대적으로 이동시키기 위한 구동기구와, 미리 설정된 측정부위와 같이 상기 구동기구의 구동을 제어하는 구동제어기구와, 접촉극과 측정용전극과의 사이에 전압을 인가하여 누설전류를 상기 상대이동의 일정 피치마다 측정하고 또 전류측정치를 아날로그 디지털 변환하는 인터페이스부 및 디지털 변환된 데이타를 통계처리하고, 또 표시 내지 기록하는 데이터처리부로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속용기 또는 그 구성부재의 수지피복부에 있어서의 금속노출을 측정하는 장치.