WO2008096613A1

WO2008096613A1 - ２ピース缶体用ラミネート鋼板および２ピース缶体の製造方法、ならびに２ピースラミネート缶体

Info

Publication number: WO2008096613A1
Application number: PCT/JP2008/051025
Authority: WO
Inventors: Yasuhide Oshima; Junichi Kitagawa; Hiroki Iwasa; Katsumi Kojima; Hiroshi Kubo
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2008-08-14
Also published as: US20160263644A1; JP5186772B2; PT2110236T; EP2110236A4; CN101605655B; KR101218534B1; CN101605655A; CA2676298C; EP2110236B1; US10252319B2; CA2676298A1; US20100000632A1; JP2008188905A; EP2110236A1; KR20090097178A

Abstract

下記式を満足する加工度の高い２ピース缶体用のラミネート鋼板。ラミネート鋼板を構成するポリエステル樹脂層表面の中心線表面粗さ（Ｒａ）は０．２μｍ以上１．８μｍ以下である。ｒ１≦ｒ、かつ、０.１≦ｒ１／Ｒ≦０.２５、かつ、１.５≦ｈ／（Ｒ−ｒ）≦４　ただし、ｈ：２ピース缶の缶体高さ、ｒ：最大半径、ｒ１：最小半径、Ｒ：缶体と重量が等価となる成形前の円状ラミネート鋼板の半径

Description

明細書

2ピース缶体用ラミネート鋼板おょぴ 2ピース缶体の法、ならぴに 2ピースラミネート缶体技術分野

本発明は、 2ピース缶体 (two- piece can body)用ラミネ一ト鋼板おょぴ 2ピース缶体の製造方法、ならびに 2ピースラミネート缶体に関し、詳しくはエアゾール缶等の高い加工度 (high strain level)を有する 2ピース缶の缶体用ラミネ一ト鋼板おょぴ 2 ピース缶体の製造方法、ならびに 2ピースラミネート缶体に関するものである。背景技術

金属製の缶には、大別して 2ピース缶と 3ピース缶がある。 2ピース缶とは缶底と —体になった缶体と蓋の 2つの部分で構成された缶である。 3ピース缶とは缶胴 (can body) , 上蓋 (can end)と底蓋 (can bottom)の 3つの部分で構成された缶である。 2ピース缶の缶体は、シーム部（溶接部）が存在しないことで^が美麗である反面、一般的に高い加工度が要求される。 3ピース缶の缶月同はシーム部が存在することで、 2 .ピース缶に比較すると、 ^^が劣るが、一般的に低い加工度（low strain)で済む。この為、市場においては小容量で高級品には 2ピース缶が多く使用され、大容量で低価格品には 3ピース缶が多く使用される傾向がある。

2ピース缶のなかでも、エアゾール缶のように絞りの加工度が高く、缶の高さ方向の延伸度が大きい (high elongation) (以下、単に「加工度が高い」と略して言う場合もあり） 2ピース缶の缶体用の金属素材としては、一般的に、高価で板厚の厚いアルミニゥムが用いられており、安価で板厚の薄いぶりきやティンフリースチールなどの鋼板素材はほとんど用いられていない。その理由は、エアゾール 2ピース缶は加工度が非常に高いため、鋼板では絞り加工や D I加工などの高加工の適用が難しいのに対して、アルミニウムなどの軟質金属材料はインパクト成形法が適用できるからである。このような状況下、安価で、薄くても強度の高いぶりきやティンフリースチールなどの鋼板素材を用いて、上記のような加工度が高い 2ピース缶の缶体を製造することができれば、産業的な意義は非常に大きい。

ここで、加工度が低い一般的な 2ピース缶については、樹脂ラミネート鋼板（以下、「ラミネ一ト鋼板」と称す）を原料として絞り加工法や D I加工法によって製造する技術が従来から知られている。一般的に、このような加工度が低い 2ピース缶の製造に原料として用いられるラミネート鋼板のネ皮覆は、ポリエステルが主である。中でも、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一イソフタレート共重合体、ポリエチレンテレフタレートーポリブチレンテレフタレート共重合体、飽和ポリエステルを主相としたアイオノマーコンパウンド材などが例示される。これらは、加ェ度が低い 2ピース缶の製造方法に応じて設計されたものであり、その範囲では好適である。し力し、例えば、エアゾール用 2ピース缶などのように、絞り加工後に加工度が高レヽ口ェを行う場合の缶体の製造方法は検討されていなレ、。特許文献 1〜3は、樹脂被覆金属板の絞り加工法や D I加工方法を開示したものである。しカゝし、いずれの技術も、飲料缶や食缶などの加工度が低い缶体をターゲットとしたものである。具体的には、低加工度の 2ピース缶を製造するに際して、加工後に熱処理を施すことで加工によって生じた内部応力を緩和させたり、積極的に樹脂を配向させたりする技術が開示されている。特許文献 2と 3は、樹脂層の剥離防止や加工後のパリァ性を意図して、中間段最終段階で熱処理を施すことを開示している。すなわち、特許文献 2では配向性熱可塑性樹脂を用いて、内部応力の緩和と配向結晶化促進の為の熱処理が提案されている。この熱処理法は、現在、飲料缶などで一般的に用いられる手法となっている。さらに、特許文献 2には、熱処理は再絞り加工された力ップの形成の状態で行われ、被覆樹脂の結晶化度が十分に促進する融点 _ 5 °C以下が望ましいと記載されている。し力し、実施例の記載を見る限りではやはり加工度が低いものし力対象にしていないことがわかる。また、特許文献 3の実施例には、飽和ポリエステルとアイオノマーのコンパゥンドで構成される榭脂を被覆層に設け、 D I加工した例が開示されている。特許文献 3は、絞り加工後に熱処理を施し、その後、 D I加工、ネッキング加工およびフランジング加ェを施す加工方法である。し力し、特許文献 2と同様に、実施例の記載を見る限りではやはり加工度が低いものしか対象にしていないことがわかる。特許文献 4と 5には、缶に成形した後に、主として樹脂の融点以上で缶を熱処理して内部応力を緩和する方法が記載されている。し力、し、得られる缶体の加工度は、明細書本文や実施例の記載を見る限りではやはり低レ、。

【特許文献 1】平 7—1 0 6 3 9 4号公報

【特許文献 2】特許第 2 5 2 6 7 2 5号公報

【特許文献 3】特開 2 0 0 4— 1 4 8 3 2 4号公報

【特許文献 4】特公昭 5 9— 3 5 3 4 4号公報

【特許文献 5】特公昭 6 1 - 2 2 6 2 6号公報すなわち、これまで、ラミネート鋼板を用いてエアゾール缶のような加工度が高い 2ピース缶の缶体を製造する方法はどこにも開示されていない。本発明者らが円状のラミネート鋼板を用いて D I加工によって有底筒状に成形した後、そ開口部近傍部分を縮径加工（diametral reduction)する加工度の高い 2ピース缶の缶体製造を試みたところ、やはり、樹脂層の剥離 (delamination)と破断 (fracture)が生じてしまった。これらは高加工の成形に特有の問題であり、熱処理が問題の解消に有効であると思われた。しカゝし、従来の知見にあった成形後や成形前の熱処理でも問題の解消には十分ではなく、高加工度領域においては樹脂層の剥離 (delamination of resin layer)が避けられなかった。このように、先行技術を単純に加工度の高い 2ピース缶の缶体製造に適用しても樹脂層剥離の問題は解決できなかつた。また、熱処理工程以降の工程で樹脂層の加工性が劣化する問題も新たに発生した。発明の開示

本発明は、高い加工度を有し、かつ、樹脂層の剥離と破断のない 2ピース缶の缶体の素材として好適なラミネート鋼板おょぴ 2ピース缶体の製造方法、ならぴに 2ピースラミネート缶体を«することを目的とする。

加工度が高い 2ピース缶の加工においては、樹脂層が高度の加工に追随可能な加工性を有していることが必要である。ここで、高加工性の樹脂の検討は多くなされている力樹脂表面の形状という観点からの検討は少ない。樹脂表面の凹凸を増して加工性を向上させる方法としては、一般に滑剤と言われる小径のシリカ等の粒子を樹脂層に添加することにより加工金型等に対する表面摩擦を低減し、加工しやすくする試みがなされている。そこで、本発明者らは、平滑なフィルムをラミネートする時に、ラミネ一トロールによりそのフィルム樹脂表面に大きな凹凸を付与させることに着目し、検討を進めた。その結果、フィルム樹脂表面に大きな凹凸を付与させることで、加工性が大きく向上することを見出した。詳細には以下の通りである。

表面摩擦を低減するために使用される滑剤の大きさは通常 1 μ m以下でそのような滑剤を添加した樹脂層の表面凹凸は非常に微細なものである。一方で、ラミネート口ールの表面形状ゃラミネート、圧力を制御することで、ラミネート時にフィルム面方向にラミネ一トロールの表面形状に応じた大きさの ω凸を付与することができる。例えば、一般の表面粗さ 0 . 5 / m程度のゴムロールをラミネートロールとして用いた場合、面方向で数 1 0〜数 1 0 0 / mの凹凸を付与することが可能となる。また、表面粗さも中心線表面粗さ（R a ) で 0 . 2〜1 . 8までコントロールできる。そして、このような凹凸の表面を持つラミネート鋼板では表面摩擦が大きく低減され加工応力も低減されることにより加工性が飛躍的に向上することが検討の結果わかった。このような表面形状のラミネート鋼板では、エアゾール 2ピース缶のような加工度の高レ、成形加工をしたにおレ、ても、フィルム剥離ゃフィルム破れ等の発生が無、。また、加工後に熱処理を行った時の着性の回復性に優れ、缶としてのフィルム密着性にも優れる傾向にあることがわかった。さらに、熱処理についても、共重合比が小さい場合に比べ、密着性を十分回復させるための熱処理温度を低くでき、また熱処理時間も短くできることもわかった。また、冷却における結晶化が発生しにくいため、冷却速度が遅くても十分性能を確保できることがわかった。本発明は、以上の知見に基づきなされたもので、その要旨は以下のとおりである。

[ 1 ] 下記式を満たしてなる 2ピース缶体用のラミネート鋼板であって、前記ラミネート鋼板は、ポリエステル樹脂層を少なくとも片面に有し、前記ポリエステル樹脂層表面の中心線表面粗さ R aは 0 . 2 IX m以上 1 . 8 μ m以下である 2ピース缶体用ラミネート鋼板。

r !≤ r _N かつ、 0 . l ^ r iZR O . 2 5、かつ、 1 . 5≤h / (R— r ) ≤4 ただし、 h： 2ピース缶の缶体高さ、 r ：最大半径、 r！：最小 ¥ 、 R：缶体と重量が等価となる成形前の円状ラミネ一ト鋼板の

[ 2 ]前記ポリエステル樹脂層表面が、 30以上 100以下の 60度光沢を有する [ 1 ] に記載の 2ピース缶体用ラミネ一ト鋼板。

[3] 前記ポリエステル樹脂層は、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分とエチレンダリコールを主成分とするジオール成分の縮重合で得られ、前記ジカルボン酸成分は、共重合成分として、 8mo 1 %以上 2 Omo 1 %以下のィソフタル酸成分を含有し、面配向係数は 0. 04以下で、かつ、結晶化温度が 140 ~ 1 60°Cである [1] に記載の 2ピース缶体用ラミネート鋼板。

[4] 前記ポリエステル樹脂層表面が、 0. 2 μ m以上 1 · 0 μ m以下である中心線表面粗さ R aを有する [1] に記載の 2ピース缶体用ラミネート鋼板。

[ 5 ] 前記ポリエステル樹脂層表面が、 0. 4 μ m以上 1 · 8 /z m以下である中心線表面粗さ R aを有する [1] に記載の 2ピース缶体用ラミネート鋼板。

[ 6 ] 前記ポリエステル樹脂層表面が、 0 · 4 ^ m以上 1 · 0 μ m以下である中心線表面粗さ R aを有する [5] に記載の 2ピース缶体用ラミネート鋼板。

[7] [1] に記載の 2ピース缶体用ラミネート鋼板からなる円状板を多段成形し、下記式を満足するように成形体に加工することを特徴とする 2ピース缶体の製造方法。 r !≤ r , かつ、 0. l^ r i/R O. 25、力つ、 1. 5≤h/ (R— r) ≤4 ただし、 h： 2ピース缶の缶体高さ、 r ：最大^^、 r _τ：最小雑、 R：缶体と重量が等価となる成形前の円状ラミネ一ト鋼板の

[8] 成形加工工程の途中段階で、 1 50°C以上 220°C以下の温度で熱処理を行うことを特徴とする [7] に記載の 2ピース缶体の製造方法。

[9] 前記熱処理は、下記式を満たす成形加工段階において行われることを特徴とする [8] に記載の 2ピース缶体の製造方法。

r !≤ r 力つ 0. 2≤ r ₁/R≤0. 5、力つ 1. 5≤h/ (R— r) ≤ 2. 5 ただし、 h： 2ピース缶の缶体高さ、 r ：最大半径、 r！：最小半径、 R：缶体と重量が等価となる成形前の円状ラミネート鋼板の^ g

[10] 前記熱処理は、複数回行われることを特徴とする [8] に記載の 2ピース缶体の製造方法。 [ 1 1 ] [ 7 ] に記載の方法により製造された 2ピースラミネート缶体, 図面の簡単な説明

図 1は、本発明の 2ピース缶体の製造工程の一実施形態を示す図である。

図 1において、符号は以下を示す。

1 円状ブランク、 2 ストレート壁部分、 3 ドーム形状部

4 ネック形状部、 5 テーパ形状部発明を実施するための开態

以下に、本発明をより詳細に説明する。

本発明では 2ピース缶を対象とするが、中でも、エアゾール缶等の高い加工度を有する 2ピース缶に対して、好適に使用される。そこで、まず、本発明が対象とする 2 ピース缶にっレ、て説明する。

図 1は、本発明の 2ピース缶体の製造工程の一実施形態を示す図である。図 1においては、樹脂ラミネート鋼板からなる円状ブランク（circular blank) 1を絞り加工（D I加工を含む）で有底筒状の成形体に成形し、さらに前記の成形体の開口部近傍を縮 =g¾nェ（diametral reduction) して、開口部付近が縮径された 2ピース缶体を製造する工程を示している。なお、本発明で言う「円状」とは、絞り加工、 D I加工、難加工および Zまたはフランジ加工などが施せる形状であればよく、特に限定はしない。従って、缶体の成形加工に用いられる樹脂ラミネート鋼板は、円板状はもとより、例えば、ほぼ円板状、歪んだ円板状、あるいは楕円状のものまでも含むことができる。図 1において、 1は成形加工前の円状プランク（プランクシート）、 2は缶体のストレート壁部分（工程 Dではロェされていないストレート壁部分）、 3はドーム形状部、 4はネック形状部でロェされたストレート壁部分、 5はテーパ形状部であり縮働!]ェ後のテーパ壁部分である。

図 1によれば、まず、円状プランク 1に 1段または複数段の絞り加工（D I加工を含む）を行い、所定の缶径（半径；缶外面の半径）を有する有底筒状の成形体に成形する（工程 Α) 。次に成形体の底部を上方に凸状形状に成形してドーム形状部 3を形成するドーム加工を行う（工程 Β ) 。さらに、成形体の開口側端部をトリム加ェする（工程 C) 。次に成形体の開口側部分に 1段または複数段の縮^ J卩ェを行い成形体の開口部側部分を所定の缶径（雜 r ；缶外面のに H ^ェし、所望の最終成形体（2ピース缶体）を得る（工程 D) 。なお、図 1中、 R。は成形加工前の円状ブランク 1の^ (楕円のは長径と短径の平均値とする）であり、 h、 rおよび rェは、各々、成形途中の段階の成形体または最終成形体の高さ、最大半径、最小半径であり、 Rは最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板のである。

すなわち、本発明の 2ピース缶の缶体の製造では、工程 Aでは最大半径 rと最小半径が同一、すなわち = であり、工程 Dでは r > r丄となる。

また、 R。は最終成形体から計算される Rにトリミング量を加えたものであり、任意に決定されるものである。しかし、トリミングされる部分は屑であるから、工業的にはなるべく小さいことが望まれ、通常は Rの 1 0 %以下で、多くても 2 0 %以下である。すなわち、 R。は Rの 1〜1 · 1倍、最大で 1〜1 . 2倍の範囲であることが多い。よって本発明の実施に当たっては、例えば、 R = R₀/ 1 . 0 5という値を使用して中間段階での熱処理を行ぅタイミングを知ることができる。また、複数の該缶体を製造する時は、試作品によって、 Rを知ることもできる。

最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板の半径 Rは、最終成形体の測定重量に基づき決定される。すなわち、最終成形体の重量を測定し、この重量と同じ重量になる成形前のラミネート鋼板の円状板の寸法（半径）を計算により求め、これを最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板の Rとする。缶体の製造工程の途中で缶端部がトリムされるが、最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板の半径 Rは、トリムの影響が排除されているので、より適切な加工度の評価が可能になる。

このように樹脂ラミネート鋼板の円状プランクに絞り加工（D I加工を含む）、縮働 13ェを適用して作成される 2ピース缶においては、樹脂層は、高さ方向に伸ばされ周方向に縮むこととなる。加工度が高い場合、樹脂の変形量が大きくなり、樹脂層の破断につながる。そこで、本発明では、まず、加工度の指標を設けることとし、加工度の指標として、縮み程度を表すパラメータ r だけでなく、缶高さ方向の伸びと関連するパラメータ (R— r ) を用いることとする。これは、加工度が高い 2ピ一ス缶体を成形加工するにおいては、加工度を表現するのに、絞り比に加えて、伸び量も加味する必要があるからである。即ち、縮みの程度と伸びの程度で加工度を規定することで、樹脂層の変形度合いを定量化することになる。樹脂層は高さ方向に、伸ぴ周方向に縮むことで剥離しやすくなるので、縮みの程度に加えて、高さ方向の伸び量も重要な因子となる。

以上の結果を踏まえて、本発明では、最終的に製造される缶体（最終成形体）の加ェ度について、最終成形体の高さ h、最大 ]:、最小を、最終成形体と重量が等価となる成形前円状板のに対して、 0. I≤ _{r i}/R≤0. 25、かつ 1. 5≤h/ (R-r) ≤ 4を満足する範囲に規定することとする。

前述したように、本発明の目的は、ラミネート鋼板を用いて、従来技術では困難であつた加工度が高レヽ 2ピース缶体を製造可能とすることである。従来技術では、ラミネート鋼板を用いて、縮みの程度を規定するパラメータ r /Rが 0. 25以下を満足し、伸びの程度を規定するパラメータ h/ (R-r) が 1. 5以上を同時に満足する加工度が高い 2ピース缶体を製造することが困難であった。そのため、本発明では、対象とする 2ピース缶体の加工度を r を 0. 25以下、かつ、 hZ (R-r) を 1. 5以上とする。

一方、縮みの程度を規定するパラメータ r /Rが 0. 1より小さく、または、伸びの程度を規定するパラメータ hZ (R-r) が 4を超える高い加工度であると、成形が可能であってもレ、たずらに成形段数が増加したり、または加工硬化に伴レ、板の伸び限界に達し、板破断する問題が生じたりする。よって、本発明では、対象とする 2ピース缶体の加工度は、 0.

力つ、 h/ (R-r) ≤ 4と規定した。

以上の結果をまとめると、本発明が対象とする 2ピース缶体は下記を満足する 2ピース缶体とする。

r r かつ、 0. 1≤ r _X/R≤ 0. 25、かつ、 1. 5 IiZ (R-r) ≤4 ただし、 h： 2ピース缶の缶体高さ、 r ：最大雜、 r _τ：最小報、 R：缶体と重量が等価となる成形前の円状ラミネ一ト鋼板の

なお、本発明が対象とする多段成形とは、絞り加工、 D I加工、 ^^ェのうちのいずれかの加工またはこれらを組み合わせた加工である。縮ェを含む場合は、最終成形体の寸法 _r iは、 _r > r iである。縮径加工を含まない場合は、最終成形体の寸法は r = r i (r、 r は最終成形体の缶径）である。次いで、本発明のラミネート鋼板に用いられる下地の金属板について、説明する。本発明のラミネート鋼板に用いられる下地の金属板は鋼板である。そのため、アルミニゥムなどに比較して安価であり、経済性に優れる。好適な鋼板としては、一般的なティンフリースチールやぶりきなどである。ティンフリースチールは、例えば、表面に付着量 50〜200mg /m²の金属クロム層と、金属クロム換算の付着量が 3〜 3 OmgZm²のクロム酸化物層を有することが好ましい。ぶりきは、 0. 5〜15 g/ m²のめつき量を有するものが好ましい。板厚は、特に限定されないが、例えば、 0. 15-0. 3 Ommの範囲のものを適用できる。また、経済性を考慮に入れなければ、本発明はァノレミニゥム素材にも単純に適用することができる。

次いで、本発明のラミネート鋼板を構成する樹脂層について、説明する。

加工度が高い 2ピース缶体の成形加工においては、加工時の表面摩擦の影響も大きく、一般に表面摩擦が小さいほど加工性が高い傾向がある。そのような観点から、樹脂表面の凹凸を付与する試みがなされている。例えば、微細粒子を樹脂に添加して、その粒子を樹脂表面に露出させることで表面粗さを増加させ、加工性を向上させる方法がある。しかし、発明者らの検討の結果、平滑な樹脂フィルムを用いてもラミネート時にフィルム樹脂表面に凹凸を付与させることにより表面摩擦が大きく低減され、加工応力が低減し加工性が飛躍的に向上することがわかつた。

その結果、本発明では、樹脂層表面の表面凹凸について、中心線表面粗さ（Ra) (以下、表面粗さと称することもある）で 0. 2// 111以上1. 8μπι以下と規定する。通常飲料缶等の容器には高い光沢が求められるため、そのような容器に使用されるラミネート鋼板の表面も平滑に設計される。そのような高光沢のラミネート鋼板に使用されるフィルムは通常表面粗さ R aが 0. 以下であり、ラミネート後もフィルム表面の平滑さは保たれ表面粗さは 0. 1 μ m前後である。一方、表面粗さが 0. 2 μ mを超える表面粗さを樹脂層表面に付与すると加工性の向上が現れ、その粗さが高まるほど加工性は高まる傾向にある。より好ましくは 0. 4 /zm以上である。一方、表面粗さが 1. 8 μΐηを超えるとフィルムの厚さにムラが生じるためフィルム欠陥等が発生しやすくなる。よって 1. 8 /mを上限とする。より好ましくは 1. Ομπι以下である。

なお、樹脂層（フィルム）表面の表面粗さは、ラミネートロールの表面形状ゃラミネート温度、圧力を制御することによりコントロールできる。ラミネートロールの表面粗さが粗く、ラミネート温度、圧力が高いほど粗さが大きくなる傾向にあるが、特にラミネート温度の影響が大きく、フィルム樹脂の融点付近とすることにより表面粗さが高まる。また、ラミネートロール表面の温度を高く設定することにより表面粗さが大きくなる傾向にある。

ラミネート温度によりフィルム樹脂の表面粗さをコントロールする場合は、（樹脂の融点 _ 8 °C) 以上、（樹脂の融点 + 1 2 °C) 以下が適当である。ラミネート温度が、 (樹脂の融点 _ 8 °C) より低いと表面粗さが十分に大きくならず、（樹脂の融点 + 1 2 °C) を超えると表面が粗くなりすぎてフィルムの厚さにムラが生じるためフィルム欠陥等が発生しやすくなる他フィルム樹脂がラミネートロールに粘着する可能性がある。

以上のような表面粗さを有するフィルム樹脂層表面では光沢が抑えられた艷消し状の表面となる。 6 0度光沢では 3 0以上 1 0 0以下が好ましく、光沢が低いほど表面粗さが大きく加工性も高いが、 3 0より小さいと表面粗さが大きすぎてフィルムの厚さにムラが生じる場合がある。好ましくは 5 0以上である。一方、光沢が 1 0 0より高!/ヽと表面粗さは小さく加工性の向上は見込めなレ、場合がある。

本発明のラミネート鋼板を構成する樹脂層はポリエステル樹脂を基本とする。そして、ポリエステル樹脂のジカルボン酸成分はテレフタル酸を主成分とし、ジオール成分は、エチレングリコールを主成分とする。そして、ポリエステル樹脂層の加工性と強度のパランスから、共重合成分として、 8 m o 1 %以上 2 0 m o 1 %以下のイソフタル酸成分を含有することが好ましい。また、面配向係数は 0 . 0 4以下で、結晶化温度は 1 4 0〜 1 6 0°Cであることが好ましい。

共重合成分比率が低レヽ場合、分子が配向し易く、加工度が高くなると、フィルム剥離が発生したり、缶高さ方向に TOな亀裂（破断）が生じる傾向にある。また、加工後の缶体に熱処理を施した場合も同様に配向が進む。このような問題を防止する観点から、本発明では共重合成分の含有量の好適下限を 8 m o 1 %とする。配向のし難さの点からは、共重合成分の比率は高いほど良いが、 2 0 m o 1 %を超えるとフィルムコストが高くなるため経済性が劣る他、フィルムが柔軟になり耐傷付き性ゃ耐薬品性が低下する可能性がある。よって、共重合成分の含有量の好適上限を 2 0 m o 1 %とする。

ポリエステ /レ樹脂の結晶化温度については、 1 4 0 °C〜 1 6 0 °Cの範囲にあることが好ましい。 1 4 0 °Cより低いと非常に結晶化しやすいため高加工度の加工ではフィルム樹脂にクラックやピンホールが発生する場合がある。一方、 1 6 0 °Cより高い場合は結晶化スピードが非常に遅いため、 1 5 0 °C以上の熱処理でも十分に結晶化せずフィルムの強度や耐久性が損なわれる場合がある。 - さらに、本発明が対象とする高加工度の 2ピース缶体の成形に樹脂層が追随する為には、ラミネート鋼板の樹脂層の初期配向状態も重要である。即ち、 2軸延伸等で作成されたフィルムは面内で延伸方向に配向しているが、ラミネート後もこの配向が高い状態にあると、加工に追随できず、破断にいたることがある。このような観点から、面配向係数は 0 . 0 4以下が好ましい。面配向係数 0. 0 8〜0 . 1 5の 2軸延伸フィルムを用いてこのようなラミネ一ト鋼板を作成するには、ラミネート時の温度を十分に上げ配向結晶を融解してやればよレ、。押出し法によって作製されたフィルムは、ほとんど無酉己向であるので、上記観点からは好適である。同様に、鋼板に直接溶融樹脂をラミネ一トするダイレクトラミネ一ト法も同様の理由で好適となる。

次いで、本発明のラミネート鋼板について、説明する。

本発明のラミネート鋼板は、前述した金属板に前述したポリエステル樹脂層を少なくとも片面に有する。そして、本発明で規定するラミネート鋼板は、樹脂層中に顔料や滑剤、安定剤などの添剤を加えて用いても良いし、本発明で規定する樹脂層に加えて他の楼能を有する樹脂層を上層または下地鋼板との中間層に配置しても良い。

樹脂層の厚みが薄くなると加工性は厳しくなるが、本発明で規定する樹脂層では薄い樹脂層であっても好適に用いることができる。樹脂厚は加工程度やその他要求特性に応じて適宜選択すればよいが、例えば、 5 以上 5 0 / m以下のものが好適に使用できる。特に 3 0 μ ΐη以下の樹脂層が薄い範囲においては、本発明の効果の寄与が大きい領域であり好ましい。

鋼板への樹脂のラミネート方法は特に限定されない。 2軸延伸フィルム、あるいは無延伸フィルムを熱圧着させる熱圧着法 (heat lamination method) _s Tダイなどを用いて鋼板上に直接樹脂層を形成させる押し出し法など適宜選択することができる。いずれの方法でも十分な効果が得られることが ½mされている。次いで、本発明の 2ピース缶体について、説明する。

本発明の 2ピース缶体は、上述したラミネート鋼板からなる円状板を多段成形し、下記式を満足するように成形体に加工することにより得られる。

r 1≤ r , 力、つ、 0. 1≤ r _a/R≤ 0. 2 5、力、つ、 1 . 5≤h/ (R— r ) ≤4 ただし、 h： 2ピース缶の缶体高さ、 r ：最大半径、 r！：最小雜、 R：缶体と重量が等価となる成形前の円状ラミネ一ト鋼板の半径

本発明で規定する高加工度の 2ピース缶体を成 Μ¾Πェする場合、加工条件や樹脂種によっては剥離が生じる場合がある。したがって、缶体の用途や仕様に応じて必要な密着力を確保する必要があり、この場合、最終成形体に加工するまでの成形加工の途中段階で、成形体をその温度が 1 5 0 °C以上 2 2 0 °C以下となるように加熱する熱処理を少なくとも 1回行うことが有効である。

この熱処理は、加工によって生じる内部応力を緩和する為のものであり、内部応力を緩和することで密着性を高める効果がある。本発明で定める高加工度の缶体は、樹脂層において歪の程度が大きく、大きな内部応力が生じやすい傾向にある。その結果、この内部応力により樹脂層の剥離が生じてしまう。そこで、熱処理を施すことで、その内部応力が緩和され、密着力の低下を抑制し剥離が防げる。しかし、一方で、この熱処理を行うことによって樹脂の配向結晶化が進んで樹脂層の加工性を低下させる負の側面も存在する。特に、本努明が規定する高加工度領域では、熱処理後にも加工が必要ながあり、その加工においては、配向結晶化によって加工性が低下するため、配向結晶化は抑制することが好ましい。そこで、配向結晶化を抑制するために、本発明では、好適条件として熱処理条件と熱処理のタイミングを定めることとする。本発明では、熱処理条件として、中間段階において、成形体をその温度が 1 5 0 °C以上 2 2 0 °C以下となるように加熱することが好ましい。樹脂種は、前述の通り、配向しにくい種を選択することで熱処理時の配向結晶化を抑制することが可能であり、共重合化比率の下限値はこの観点からも定められている。また、そのような樹脂を使用することで、低温での樹脂流動が可能になり、ポリエチレンテレフタレート樹脂の融点 ( 2 5 8 °C) に比べはるかに低い温度での熱処理が可能となる。また、熱処理温度に必要な時間も短くて良い。

熱処理温度がポリエステル樹脂の融点以下の方が、表層の美観を保ち易く、樹脂が他の接触物に付着したりする等を回避し易レヽ。ゆえに、好適な熱処理温度の上限は 2 2 0 °Cである。一方、熱処理温度の下限は、内部応力緩和の効率を考慮して定められたものである。即ち、ポリエステル樹脂のガラス転移点（T g ) 以上の温度の方が内部応力の緩和が進み易い。しかし、処理時間が問題にならないような生産プロセスにおいてはガラス転移点（T g ) 以上 1 5 0 °C未満の熱処理温度を選択することもできる力一般的には生産性が悪化する。このような観点から好適な熱処理温度の下限は 1 5 0 °Cである。より望ましレ、熱処理温度は 1 7 0 °C以上、ポリエステル樹脂の融点以下である。処理時間が問題となり、生産性が悪化する場合は、 1 7 0 °C以上が好ましい。

また、加工度が高い 2ピース缶体を成型加工する場合では、熱処理後にも加工が必要な場合があり、そのような場合には、熱処理のタイミングを定める必要がある。

熱処理を行ぅタイミングは、中間段階の成形体の高さ h、最大 r、最小 r！ ( r とが同じ ^を含む）力最終成形体の開口部先端に対応する絞り加工前の円状板位置の雜 Rに対して、 0. S

O . 5、力つ 1 . 5≤h/ (R~ r ) ≤2. 5の関係を満足する成形加工の段階で行うのが好ましい。

熱処理のタイミングを上記のように定めたのは、加工度が前記範囲にあると熱処理が最も効果的に行なわれるからである。即ち、加工度が緩やかな段階で熱処理を行うのは、樹脂の内部応力が高くない段階での内部応力緩和であるため前述の効果が小さい。また、加工度が高すぎる段階で熱処理を行うのは、樹脂の密着力が落ちて剥離が生じてしまい密着性が十分に回復しない可能性がある。このような観点から、熱処理の好ましいタイミングの目安として、熱処理時における加工度の上限と下限を tfnaのように定めた。

さらに、熱処理後の冷却は、ポリエステル樹脂のような結晶性の樹脂の場合には、加工性を低下させる結晶化を抑制するためになるベく早いことが好ましい。し力し、本発明のポリエステル樹脂においては結晶化速度が十分遅いため、冷却速度が遅くなつた場合にも十分な性能が発現する可能性がある。共重合成分の少ない場合には、冷却速度は、例えば熱処理後 1 0秒以内に樹脂のガラス転移まで低下させるようなスピードが求められるが、本発明の：^は 3 0秒程度冷却に要しても十分な性能が発現する。熱処理の方法については、特に限定されるものではない。電気炉、ガスオーブン、赤外炉、インダクションヒーターなどで同様の効果が得られることがされている。また、力 B熱速度、加熱時間、冷却時間（熱処理終了後樹脂のガラス転移点以下の温度に冷却されるまでの時間）は内部応力の緩和によるプラス効果と配向結晶化によるマィナス効果の双方を考慮して適宜選択すればよい。通常、加熱速度は速いほど効率的であり、加熱時間の目安は 1 5秒〜 6 0秒程度である力この範囲に限定されるものでない。一方、冷却速度は速い方力球晶の発生を避けやすいので好ましい。実施例 1

以下、本発明の実施例について説明する。

「ラミネート鋼板の作製」

厚さ 0 . 2 0 mmの T 4 C Aのティンフリースチール（金属 C r層： 1 2 0 m g / m²、 C r酸化物層：金属 C r換算で 1 O m g /m²) を下地原板として用い、この原板に対して、詳細を下記に示すフィルムラミネート法（フィルム熱圧着法） (heat lamination method) , あるいはダイレクトラミネート法（直接押し出し法） (direct extrusion method)を用いて種々の樹脂層を形成させた。. フィルム樹脂については、力ネポゥ合繊ネ: fcM樹脂ペレツトを用い、表 1に示す組成となるように適宜樹脂を組み合わせて、通常の方法で単層または 2層の無延伸または 2軸延伸のフィルムを作製した。フィルムラミネートについては、各フィルムを上記原板の両面に各々厚さ 2 5 μ πιのフィルムをラミネートして、ラミネート鋼板を作製した。なお、ラミネート後のブイルム（樹脂層）表面の中心線表面粗さ（Ra) はラミネートロールの表面性状、ラミネ一ト、圧力を制御することによりコントロールじた。

フィルム熱圧着法 1

鋼板を加熱し表 1に示すラミネート ¾ で中心線表面粗さ（R a ) 0 . のラミネートロールにて線圧 8 0 0 0 0 N/mの条件で、 2軸延伸法で作製したフィルムを熱圧着し、次レ、で 7秒以内に水冷によつて冷却した。

フィルム熱圧着法 2

鋼板を加熱し表 1に示すラミネートで中心線表面粗さ（R a ) 0 . のラミネートロールにて線圧 8 0 0 0 0 N/mの条件で、無延伸フィルムを熱圧着し、次いで 7秒以内に水冷によつて冷却した。

直接押し出し法樹脂ペレットを押し出し機にて混練、溶融させ、 Tダイより、走行中の加熱された鋼板上に被覆し、次いで樹脂被覆された鋼板を 80°Cの冷却ロールにてニップ冷却させ、更に、水冷によって冷却した。その時のラミネート温度は表 1に示す。また、ラミネートロールの中心線表面粗さ（Ra) は 0. 6 πι、線圧 8000 ONZmとした。

得られたラミネート鋼板に対して、ラミネートフイルムの結晶化 ¾、面配向係数、中心線表面粗さ（Ra) 、 60度光沢を以下のようにして算出した。得られた結果を表 1に示す。

「結晶化? ¾の測定」

ラミネート鋼板より剥離したフィルムについて、示差走查熱量計 (DSC) を用い、 0°Cから 280°Cまで、 10°C/分の昇温速度でを上げていき、 100〜200°C の間にある発熱ピーク（結晶化ピーク）のピーク温度によって、配向状態を評価した。「面配向係数の測定」

アッベ屈折計を用い、光源はナトリゥム D線、中間液はヨウ化メチレン、は 25°C の条件で屈折率を測定して、フィルム面の長さ方向の屈折率 Nx、フィルム面の幅方向の屈折率 Ny、フィルムの厚み方向の屈折率 Nzを求め、下式から面配向係数 Z s を算出した。

面配向係数（Ns) = (Nx+Ny) /2-Nz

「中心線表面粗さ（Ra) の測定」

J I S-B O 601に従い、株式会社小坂研究所ネ：表面粗さ測定器 S E— 30 Dを用いて、カットオフ値 0 · 8 mm, 測定長さ 2 · 4 mmの条件で測定した。フィルム長さ方向と幅方向にそれぞれ 3点ずつ測定し、その R a値の平均値をフィルムの R a 値とした。

「60度光沢の測定 J

J I S-Z 8741に従い、日本電色工業株式会ネ環携帯型光沢計 PG— 1Mを用いて、測定角 60度で測定した。フィルム長さ方向と幅方向にそれぞれ 3点ずつ測定し、得られた光沢値の平均値をフィルムの光沢値とした。

「缶体成形」

上記により得られた種々のラミネ一ト鋼板を用いて、図 1に示す製造工程に準じて、以下の手順で 2ピース缶体（最終成形体）を作製した。なお、成形加工するにあたつては、中間成形体（工程 C) 及び最終成形体（工程 D) は表 2に示す形状、加工度で行った。また、工程 Aの絞り加工は 5段階で行い、工程 Dの縮径加ェは 7段階で行つた。熱処理は工程 A〜工程 Dの間の途中の中間工程で行レ、、赤外線口熱炉を用いて缶体を力 tl熱し、熱処理終了後水冷した。熱処理のタイミング（熱処理実施時の缶体の加工度）及び熱処件を表 3に示す。

缶体成型手順

1) ブランキング（ブランクシートの直径： 66〜94πιπιφ)

2) 絞り加工及びしごき加工（工程 Α)

5段の絞り加工にて、缶体の半径 r、高さ hが、 r/R : 0. 27〜0. 34、 h/ (R-r) : 1. 78-3. 00の範囲の缶体（中間成形体）を作製した。所望の缶体を作製するために、適宜、しごき加工も併用した。また、絞り加工の途中または終了後にぉレ、ても表 3に示す加工度で熱処理を行つた。

3) 底部のドーム形 (3ェ（工程

缶底部に、深さ 6 mmの半球状の張り出し加工を行った。

4) トリム力 [Iェ（工程 C)

缶上端部を 2 mmほどトリムした。

5) 円筒上部の^ ¾¾ェ（工程 D)

円筒上部に縮径加工を施し、具体的には、内面テーノ、。形状のダイに開口端部を押し当てて縮径を行うダイネック方式にて実施し、表 2に示した最終的な缶体形状の缶体を作製した。表 2

表 2において、最終成形体（工程 D) の h r _{r i} ha, he, Rは、各々最終成形体の缶底から開口端部までの高さ、缶体の、ネック形状部の、最終成形体の縮^) Iされていないストレート壁部分の高さ、テーパ形状部の高さ、ネック形状部で^)ロェされたストレート壁部分の高さ、最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板ブランクの半径である。また、円状板ブランクの半径 Rは、以下のようにして求めた。成形前のブランクシートの重量及びトリム工程後の最終成形体の重量を測定し、この測;^果に基づき、最終成形体と重量が等価となる成形前ブランクシ一トの半径を求め、この半径を最終成形体と重量が等価となる成形前の円状板ブランクの 1 とした。

以上により作製した缶体に対して、缶体の樹脂層の加工性、耐食性を以下のようにして評価した。評価結果を表 3に併せて示す。

「フィルム加工性試験」

(1) 密着性試験

缶体を、周方向の巾が 15 mmになるように缶高さ方向に略長方形に剪断し、その缶高さ方向で底面から 1 Ommの位置を、周方向に直線状に、鋼板のみを剪断した。結果、剪断位置を境に缶高さ方向底面側に 1 Omm部分と残余の部分からなる試験片が作成された。 1 Ommの部分に巾 15mm、長さ 6 Ommの鋼板を繋ぎ（溶接）、 6 Omm鋼板部分を持って、残余部分のフィルムを破断位置から 1 Ommほど剥離させる。フィルムを剥離した部分と 6 Omm鋼板部分を掴みしろとして 180° 方向にピール試験を実施した。測定されたピール強度の最小値を密着性の指標としだ。

(評価）

3 N/ 15 mm未満： X

3 N/ 15 mm以上、 4 N/ 15 mm未満： Δ

4 N/ 15 mm以上、 5 N/ 15 mm未満：〇

5 N/ 15 mm以上：◎

(2) フィルム欠陥評価

缶上端より 1 Ommの位置を中心に、 15 mm ψの小窓を開けたシールを貼り、測定面積が 15 mm φとなるようにした。次に、缶体の鋼板に通電できるように缶体表面フィルムにやすりで傷をつけ、室温 20°Cの室内で小窓部分を電解液 (KC 1 ： 5% 溶液）に浸し、鋼板と電解液間に 6. 2 Vの電圧をかけた。この時測定される電流値に応じて下記のように評価した。 (評価）

0. 01 mA超： X

0. 001 mA超、 0. 01 m A以下：△

0. 0001 mA超、 0. 001 mA以下：〇

0. 0001mA以下：◎

食性評価」

缶体の鋼板に通電できるように缶体表面フィルムにやすりで傷をつけ、室温 20での室内で缶内に電解液 (Na C 1 1%溶液）を注ぎ缶口まで満たし、その後缶体と電解液間に 6. 2 Vの電圧を付与した。この時測定される電流値に応じて下記のように評価した。

Γ電流値」 ' 0. 1 m A超： X

0. 01 m A超、 0. 1 mA以下：△

0. 001 mA超、 0. 01 mA以下：〇

0. 001mA以下：◎

表 3

表 3より、本発明例である缶体 C 1〜C 2 9は、フィルム加工性、耐食性ともに良好な値を示した。

一方、比較例である C 3 0〜C 3 2は、中心線表面粗さが本発明範囲外であるため、加工性、耐食' I生が劣っている。

本発明のラミネート鋼板を用いて成§¾！ェすることにより、高い加工度を有し、かつ、樹脂層の剥離と破断のない 2ピース缶体が得られる。ゆえに、エアゾール缶のように絞りの加工度が高い缶に対して、本発明は好適に用いられる。

Claims

請求の範囲

1. 下記式を満たしてなる 2ピース缶体用のラミネ一ト鋼板であって、前記ラミネート鋼板は、ポリエステル樹脂層を少なくとも片面に有し、前記ポリエステル樹脂層表面の中心線表面粗さ R aは 0. 2 IX m以上 1. 8 μ m以下である 2ピース缶体用ラミネート鋼板。

r !≤ r , かつ、 0.

25、かつ、 1. 5≤hZ (R- r ) ≤4 ただし、 h： 2ピース缶の缶体高さ、 r ：最大^^、 r _α：最小^ 、 R：缶体と重量が等価となる成形前の円状ラミネ一ト鋼板の半径

2. 前記ポリエステノレ樹脂層表面が、 30以上 100以下の 60度光沢を有する請求項 1に記載の 2ピース缶体用ラミネート鋼板。

3. 前記ポリエステル樹脂層は、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分とエチレングリコールを主成分とするジォール成分の縮重合で得られ、前記ジカルボン酸成分は、共重合成分として、 8 m ο 1 %以上 20 m o 1 %以下のィソフタル酸成分を含有し、面配向係数は 0. 04以下で、かつ、結晶化温度が 140〜160°Cである請求項 1に記載の 2ピース缶体用ラミネート鋼板。

4. 前記ポリエステル樹脂層表面が、 0. 2 111以上1. Ομπι以下である中心線表面粗さ R aを有する請求項 1に記載の 2ピース缶体用ラミネート鋼板。

5. 前記ポリエステル樹脂層表面が、 0. 4 1!1以上1. 8 m以下である中心線表面粗さ R aを有する請求項 1に記載の 2ピース缶体用ラミネート鋼板。

6. 前記ポリエステル樹脂層表面が、 0. 4 im以上 1. O/ m以下である中心線表面粗さ R aを有する請求項 5に記載の 2ピース缶体用ラミネート鋼板。

7. 請求項 1に記載の 2ピース缶体用ラミネート鋼板からなる円状板を多段成形し、下記式を満足するように成形体に加工することを特徴とする 2ピース缶体の製造方法。

r !≤ r かつ、 0.

25、力つ、 1. 5≤ / (R— r) ≤4 ただし、 h： 2ピース缶の缶体高さ、 r ：最大、 r ₁：最小^、 R：缶体と重量が等価となる成形前の円状ラミネ一ト鋼板の半径

8. 成形加工工程の途中段階で、 150°C以上 220°C以下の温度で熱処理を行うことを特徴とする請求項 7に記載の 2ピース缶体の製造方法。

9. 前記熱処理は、下記式を満たす成形加工段階にぉレヽて行われることを特徴とする請求項 8に記載の 2ピース缶体の製造方法。

r !≤ r , かつ 0. 2≤ rノ 5、かつ 1. 5≤h/ (R— r) ≤2. 5 ただし、 h： 2ピース缶の缶体高さ、 r ：最大、 r ₁：最小、 R：缶体と重量が等価となる成形前の円状ラミネート鋼板の

10. 前記熱処理は、複数回行われることを特徴とする請求項 8に記載の 2ピース缶体の製造方法。

1 1. 請求項 7に記載の方法により製造された 2ピースラミネート缶体。