JP2803854B2 - 絞りしごき缶成形性に優れた複合鋼板 - Google Patents
絞りしごき缶成形性に優れた複合鋼板Info
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- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は缶容器、特に絞りしごき缶（DI缶）用の材料
に関するもので、少なくとも鋼板の缶内面に当たる面に
積層された樹脂フィルムは冷結晶化熱（Hc）が7cal/g以
下、融解熱（Hf）が10cal/g以下でいずれか一方もしく
は両方を満足するもので、かつ密度1.370以下、重量平
均分子量が70000以下のポリエステル樹脂フィルムを有
する、絞りしごき缶成形性に優れた複合鋼板に関するも
のである。
に関するもので、少なくとも鋼板の缶内面に当たる面に
積層された樹脂フィルムは冷結晶化熱（Hc）が7cal/g以
下、融解熱（Hf）が10cal/g以下でいずれか一方もしく
は両方を満足するもので、かつ密度1.370以下、重量平
均分子量が70000以下のポリエステル樹脂フィルムを有
する、絞りしごき缶成形性に優れた複合鋼板に関するも
のである。
［従来の技術］ 缶容器を缶体という観点から分類すると、天蓋、地
蓋、胴からなる３ピース缶と、地蓋と胴が一体となった
ものと天蓋からなる２ピース缶とに大きく分類される。
蓋、胴からなる３ピース缶と、地蓋と胴が一体となった
ものと天蓋からなる２ピース缶とに大きく分類される。
２ピース缶は、現在DrD（Draw and Redraw）缶とDI
（Draw and Ironing）缶が主に広く使用されている。特
にDI缶はビール、炭酸飲料缶用として生活に密着してお
り、製造されている缶数は年々増加している。
（Draw and Ironing）缶が主に広く使用されている。特
にDI缶はビール、炭酸飲料缶用として生活に密着してお
り、製造されている缶数は年々増加している。
DI缶に使用される材料はアルミニウム、あるいは鋼板
にSnめっきを施したぶりきが用いられ、その使用量はア
ルミニウムの方が多い。この理由はいろいろあるが、主
な理由はアルミニウムの方がぶりきに比べDI加工が容易
であること、また、材料自体の耐食性もよいのでDI加工
後の缶内面塗装は一回塗装（シングルコート）で済むこ
と等が挙げられる。
にSnめっきを施したぶりきが用いられ、その使用量はア
ルミニウムの方が多い。この理由はいろいろあるが、主
な理由はアルミニウムの方がぶりきに比べDI加工が容易
であること、また、材料自体の耐食性もよいのでDI加工
後の缶内面塗装は一回塗装（シングルコート）で済むこ
と等が挙げられる。
一方、ぶりきは加工性についてはアルミニウムと遜色
のないまでに研究が進み、問題ないレベルまでに達して
いるが、耐食性に関しては、アルミニウムと鉄の違いは
如何ともしがたく、DI加工後少なくとも二回の内面塗装
（ダブルコート）が必要となっている。
のないまでに研究が進み、問題ないレベルまでに達して
いるが、耐食性に関しては、アルミニウムと鉄の違いは
如何ともしがたく、DI加工後少なくとも二回の内面塗装
（ダブルコート）が必要となっている。
このダブルコートは、工程を増やし生産性を低下させ
ると同時に缶コストアップとなっているため、シングル
コート、更にはゼロコートで使用できるDI−Ｓ缶用素材
の出現が待望されている。
ると同時に缶コストアップとなっているため、シングル
コート、更にはゼロコートで使用できるDI−Ｓ缶用素材
の出現が待望されている。
こうした要望に応えるべく、例えば特開昭59−94585
号公報や特開昭54−132683号公報に見られるように、鋼
板に塗装を施した後DI加工を行うといった方法が開示さ
れているが、実用性能、特に耐食性が十分でなく実用化
に至っていない。
号公報や特開昭54−132683号公報に見られるように、鋼
板に塗装を施した後DI加工を行うといった方法が開示さ
れているが、実用性能、特に耐食性が十分でなく実用化
に至っていない。
また、耐食性の観点からは、上記先行技術に比べ樹脂
フィルムを積層させたラミネート缶がフィルム厚を適当
に選択することによって耐食性を向上させることが期待
できる。このような技術が、例えば特開昭60−168643号
公報あるいは特開昭60−170532号公報に開示されてい
る。
フィルムを積層させたラミネート缶がフィルム厚を適当
に選択することによって耐食性を向上させることが期待
できる。このような技術が、例えば特開昭60−168643号
公報あるいは特開昭60−170532号公報に開示されてい
る。
しかしながら、前記先行技術においても、耐食性、製
造コスト等の点で問題があり、実用化されていない。
造コスト等の点で問題があり、実用化されていない。
［発明が解決しようとする課題］ 前述したように、現在用いられているDI−Ｓ缶用素材
としてのぶりきは、耐食性の点からダブルコート以上が
必要で、工程の簡略化、更には缶コストの低減からシン
グルコートでDI−Ａ缶と同等の耐食性を有するDI−Ｓ缶
用素材の出現が望まれている。
としてのぶりきは、耐食性の点からダブルコート以上が
必要で、工程の簡略化、更には缶コストの低減からシン
グルコートでDI−Ａ缶と同等の耐食性を有するDI−Ｓ缶
用素材の出現が望まれている。
［課題を解決するための手段］ 本発明は上記の実状に鑑みなされたもので、DI加工に
優れ、かつシングルコート更にはゼロコートで耐食性の
よいDI−Ｓ缶用素材を以下の手段によって提供しようと
するものである。
優れ、かつシングルコート更にはゼロコートで耐食性の
よいDI−Ｓ缶用素材を以下の手段によって提供しようと
するものである。
即ち、本発明の特徴とするところは、 1.冷結晶化熱（Hc）が7cal/g以下であること、および融
解熱（Hf）が10cal/g以下であることのいずれか一方ま
たは双方を満足するとともに、密度が1.370以下、重量
平均分子量が70000以上のポリエステル樹脂フィルム
を、少なくとも鋼板の片面に有していることを特徴とす
る絞りしごき缶成形性に優れた複合鋼板。
解熱（Hf）が10cal/g以下であることのいずれか一方ま
たは双方を満足するとともに、密度が1.370以下、重量
平均分子量が70000以上のポリエステル樹脂フィルム
を、少なくとも鋼板の片面に有していることを特徴とす
る絞りしごき缶成形性に優れた複合鋼板。
2.Sn皮膜および／またはクロメート皮膜を有する缶内面
に相当する鋼板の片面に冷結晶化熱（Hc）が7cal/g以下
であること、および融解熱（Hf）が10cal/g以下である
ことのいずれか一方または双方を満足するとともに、密
度が1.370以下、重量平均分子量が7000以下のポリエス
テル樹脂フィルムを有するとともに、缶外面に相当する
鋼板の他の面に0.5〜15g/m2のSn皮膜を有することを特
徴とする絞りしごき缶成形性に優れた複合鋼板。
に相当する鋼板の片面に冷結晶化熱（Hc）が7cal/g以下
であること、および融解熱（Hf）が10cal/g以下である
ことのいずれか一方または双方を満足するとともに、密
度が1.370以下、重量平均分子量が7000以下のポリエス
テル樹脂フィルムを有するとともに、缶外面に相当する
鋼板の他の面に0.5〜15g/m2のSn皮膜を有することを特
徴とする絞りしごき缶成形性に優れた複合鋼板。
3.ポリエステル樹脂フィルムが10〜60μｍの厚さを有す
るものである請求項１または２記載の絞りしごき缶成形
性に優れた複合鋼板。
るものである請求項１または２記載の絞りしごき缶成形
性に優れた複合鋼板。
にある。
［作用］ 以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の構成は、鋼板の少なくとも缶内面に当たる面
に、冷結晶化熱（Hc）が7cal/g以下、融解熱（Hf）が10
cal/g以下でいずれか一方もしくは両方を満足するもの
で、かつその密度は1.370以下、重量平均分子量が70000
以下のポリエステル樹脂フィルムを有することから成っ
ている。
に、冷結晶化熱（Hc）が7cal/g以下、融解熱（Hf）が10
cal/g以下でいずれか一方もしくは両方を満足するもの
で、かつその密度は1.370以下、重量平均分子量が70000
以下のポリエステル樹脂フィルムを有することから成っ
ている。
本発明において、鋼板に積層するフィルムをポリエス
テル樹脂に限定した理由、更にポリエステル樹脂の冷結
晶化熱、融解熱、密度、重量平均分子量、フィルム厚等
を限定した理由について以下に述べる。
テル樹脂に限定した理由、更にポリエステル樹脂の冷結
晶化熱、融解熱、密度、重量平均分子量、フィルム厚等
を限定した理由について以下に述べる。
本発明の複合鋼板はDI缶用素材であることは前述した
通りである。DI缶は周知のように絞りしごき缶と呼ば
れ、絞り加工（Draw）→再絞り加工（Redraw）→しごき
加工（Ironing）という工程を経て成形されるが、しご
き加工には二段しごき加工と三段しごき加工が通常用い
られ、前者を2D−2I方式後者を2D−3Iと呼ばれている。
また、絞り加工はプレス加工で行い、再絞り加工→しご
き加工は別の成形機で一度に成形される。
通りである。DI缶は周知のように絞りしごき缶と呼ば
れ、絞り加工（Draw）→再絞り加工（Redraw）→しごき
加工（Ironing）という工程を経て成形されるが、しご
き加工には二段しごき加工と三段しごき加工が通常用い
られ、前者を2D−2I方式後者を2D−3Iと呼ばれている。
また、絞り加工はプレス加工で行い、再絞り加工→しご
き加工は別の成形機で一度に成形される。
樹脂フィルムを積層させた複合鋼板のDI成形性は、絞
り加工および再絞り加工の段階においては材料の伸びが
伴わないため加工時の発熱による板温（加工する板厚に
よって異なるが発明者らの測定では0.5mmの場合、約100
℃程度と推定）以上の融点を持つ樹脂では一応加工は可
能である。しかし、しごき加工の場合は、例えば板厚0.
3mmのものが缶壁部の最も薄い部分は0.1mm程度の板厚と
なることから、加工時の発熱はいくらかクーラントを使
用しているとはいえ、板温は瞬時には少なくとも200℃
以上となると言われている。
り加工および再絞り加工の段階においては材料の伸びが
伴わないため加工時の発熱による板温（加工する板厚に
よって異なるが発明者らの測定では0.5mmの場合、約100
℃程度と推定）以上の融点を持つ樹脂では一応加工は可
能である。しかし、しごき加工の場合は、例えば板厚0.
3mmのものが缶壁部の最も薄い部分は0.1mm程度の板厚と
なることから、加工時の発熱はいくらかクーラントを使
用しているとはいえ、板温は瞬時には少なくとも200℃
以上となると言われている。
勿論、加工時の発熱はしごき加工方法、即ち2I方式か
3I方式かによって異なり、同じアイアニング率（DI成形
における加工率はアイアニング率で表されることが多
く、（（元板厚−加工後缶壁部板厚）／元板厚）×100
で定義される）の場合、2I方式のほうが3I方式より発熱
は大きい。この発熱による板温の上昇はSnめっき鋼板で
あるぶりきのアンメルト材が、DI加工後メルトされたよ
うな光沢をもつようになることから、瞬時にいかに発熱
するかは容易に推定できる。
3I方式かによって異なり、同じアイアニング率（DI成形
における加工率はアイアニング率で表されることが多
く、（（元板厚−加工後缶壁部板厚）／元板厚）×100
で定義される）の場合、2I方式のほうが3I方式より発熱
は大きい。この発熱による板温の上昇はSnめっき鋼板で
あるぶりきのアンメルト材が、DI加工後メルトされたよ
うな光沢をもつようになることから、瞬時にいかに発熱
するかは容易に推定できる。
従って、樹脂の融点の低いもの、例えば融点165℃の
ポリプロピレンなどでは、いわゆるストリップアウト性
不良となり、つぶれた缶となってしまい正常な缶体はで
きない。このストリップアウト性不良は、単に樹脂の融
点だけでなく、樹脂自体の硬軟も影響していることはい
うまでもない。
ポリプロピレンなどでは、いわゆるストリップアウト性
不良となり、つぶれた缶となってしまい正常な缶体はで
きない。このストリップアウト性不良は、単に樹脂の融
点だけでなく、樹脂自体の硬軟も影響していることはい
うまでもない。
かかる意味において、DI加工時の発熱に耐え、また樹
脂自体の比較的硬い樹脂としてポリエステル樹脂が最も
DI成形性に優れていることを、発明者らは見出した。
脂自体の比較的硬い樹脂としてポリエステル樹脂が最も
DI成形性に優れていることを、発明者らは見出した。
本発明において、積層させるフィルムをポリエステル
樹脂に限定したのは以上の理由によるものである。
樹脂に限定したのは以上の理由によるものである。
次に、ポリエステル樹脂の冷結晶化熱（Hc）、融解熱
（Hf）、密度、重量平均分子量を限定した理由について
述べる。
（Hf）、密度、重量平均分子量を限定した理由について
述べる。
まず、密度について述べる。
本発明における積層されたポリエステル樹脂フィルム
の密度は1.370以下である。樹脂の密度が1.370以下であ
るということは、ポリエステル樹脂が元々結晶性のもの
であっても、鋼板に積層されたポリエステルフィルムの
結晶構造は非晶質となっていることを意味する。前述し
たようにDI加工は、しごき加工工程で激しい伸び加工が
行われ、瞬時に約200％程度材料が伸ばされる。この伸
びに対し、ポリエステル樹脂フィルムが結晶構造の場合
は耐えられず、缶壁部の皮膜は口を開けたような亀裂欠
陥が生じる。この亀裂欠陥は特に配向結晶、例えば延伸
フィルムのような状態の時が最も激しく、時には缶壁部
が加工の途中で破断する場合がある。また、前述したア
イアニング率が高い程亀裂欠陥の生じる程度は激しい。
の密度は1.370以下である。樹脂の密度が1.370以下であ
るということは、ポリエステル樹脂が元々結晶性のもの
であっても、鋼板に積層されたポリエステルフィルムの
結晶構造は非晶質となっていることを意味する。前述し
たようにDI加工は、しごき加工工程で激しい伸び加工が
行われ、瞬時に約200％程度材料が伸ばされる。この伸
びに対し、ポリエステル樹脂フィルムが結晶構造の場合
は耐えられず、缶壁部の皮膜は口を開けたような亀裂欠
陥が生じる。この亀裂欠陥は特に配向結晶、例えば延伸
フィルムのような状態の時が最も激しく、時には缶壁部
が加工の途中で破断する場合がある。また、前述したア
イアニング率が高い程亀裂欠陥の生じる程度は激しい。
発明者等は研究の結果、このような現象がポリエステ
ル樹脂の結晶構造に起因するものであることを解明し
た。この解明に基ずいて発明者ら等は、缶壁部の積層皮
膜に亀裂欠陥の生じない、もしくは生じても軽微である
ためには、積層されているポリエステル樹脂フィルムの
密度は、1.370以下と非晶質化する必要があることを見
出したものである。
ル樹脂の結晶構造に起因するものであることを解明し
た。この解明に基ずいて発明者ら等は、缶壁部の積層皮
膜に亀裂欠陥の生じない、もしくは生じても軽微である
ためには、積層されているポリエステル樹脂フィルムの
密度は、1.370以下と非晶質化する必要があることを見
出したものである。
次に、冷結晶化熱（Hc）を7cal/g以下に限定した理由
について述べる。
について述べる。
本発明で適用されるポリエステル樹脂フィルムの結晶
構造は、鋼板に積層された状態では非晶質のものである
ことは前述した通りである。非晶質状態の樹脂を示差走
査熱量計（DSC）で熱的特性を調べると、樹脂によって
異なるが約100〜150℃に発熱ピークが見られる。このピ
ークが冷結晶化温度でありピークの大きさ（面積）が冷
結晶化熱（Hc）である。この冷結晶化熱はcal/gで表さ
れ、樹脂1g中の非晶質から結晶化する量の尺度を示して
いる。DI加工において、しごき加工に対してはこの非晶
質の状態のまま加工されるのが、理想的であることはい
うまでもないが、結晶性樹脂の場合しごき加工時の熱と
伸びが、非晶質の内結晶に変わるものは結晶化し、更に
配向結晶へと変化する。しかも、この結晶化更には配向
結晶化への変化はアイアニング率が約30％を超えた時点
から起こり始めるため、それ以上のしごき加工を行う場
合には缶壁部のアイアニング率の高い部分の積層皮膜フ
ィルムは前述した亀裂欠陥が発生する。
構造は、鋼板に積層された状態では非晶質のものである
ことは前述した通りである。非晶質状態の樹脂を示差走
査熱量計（DSC）で熱的特性を調べると、樹脂によって
異なるが約100〜150℃に発熱ピークが見られる。このピ
ークが冷結晶化温度でありピークの大きさ（面積）が冷
結晶化熱（Hc）である。この冷結晶化熱はcal/gで表さ
れ、樹脂1g中の非晶質から結晶化する量の尺度を示して
いる。DI加工において、しごき加工に対してはこの非晶
質の状態のまま加工されるのが、理想的であることはい
うまでもないが、結晶性樹脂の場合しごき加工時の熱と
伸びが、非晶質の内結晶に変わるものは結晶化し、更に
配向結晶へと変化する。しかも、この結晶化更には配向
結晶化への変化はアイアニング率が約30％を超えた時点
から起こり始めるため、それ以上のしごき加工を行う場
合には缶壁部のアイアニング率の高い部分の積層皮膜フ
ィルムは前述した亀裂欠陥が発生する。
本発明のように冷結晶化熱が7cal/g以下の樹脂である
と缶壁部の亀裂欠陥は生じることなく、良好なDI成形缶
が得られる。しかし、積層させたポリエステル樹脂フィ
ルムの冷結晶化熱が、7cal/gを超えると、缶壁部の皮膜
フィルムに欠陥が生じ始め耐食性の点で必要な性能が得
られない。
と缶壁部の亀裂欠陥は生じることなく、良好なDI成形缶
が得られる。しかし、積層させたポリエステル樹脂フィ
ルムの冷結晶化熱が、7cal/gを超えると、缶壁部の皮膜
フィルムに欠陥が生じ始め耐食性の点で必要な性能が得
られない。
次に溶融熱（Hf）についてであるが、本発明において
積層させたポリエステル樹脂フィルムの溶融熱は10cal/
g以下である。
積層させたポリエステル樹脂フィルムの溶融熱は10cal/
g以下である。
非晶質状態の樹脂を示差走査熱量計（DSC）で熱的特
性を調べると、ガラス転位点が現れ次に冷結晶化の発熱
ピークが現れ、最後に吸熱ピークが現れる。このピーク
は樹脂の結晶が融解する温度であり、結晶樹脂の場合樹
脂の融点でもある。そしてこの吸熱ピークの大きさ（面
積）が融解熱（Hf）である。この融解熱はcal/gで表さ
れ、樹脂1g中の元々結晶している量とDSC測定の昇温に
よる冷結晶の和を示しており、この融解熱が大きいこと
は結晶性の強い樹脂であることを示している。
性を調べると、ガラス転位点が現れ次に冷結晶化の発熱
ピークが現れ、最後に吸熱ピークが現れる。このピーク
は樹脂の結晶が融解する温度であり、結晶樹脂の場合樹
脂の融点でもある。そしてこの吸熱ピークの大きさ（面
積）が融解熱（Hf）である。この融解熱はcal/gで表さ
れ、樹脂1g中の元々結晶している量とDSC測定の昇温に
よる冷結晶の和を示しており、この融解熱が大きいこと
は結晶性の強い樹脂であることを示している。
本発明では、積層させたポリエステル樹脂フィルムの
融解熱（Hf）は10cal/g以下であるが、10cal/g以下であ
れば、DI加工時に生じる缶壁部の亀裂欠陥は生じること
なく、また生じても軽微であり耐食性の点で実用に耐え
るものが得られる。しかし、積層させたポリエステル樹
脂フィルムの融解熱が、10cal/gを超えるとDI加工によ
り缶壁部の皮膜フィルムに大きな亀裂欠陥が生じ、耐食
性の点で実用性能が得られない。かかる意味からは好ま
しくは9cal/g以下である。
融解熱（Hf）は10cal/g以下であるが、10cal/g以下であ
れば、DI加工時に生じる缶壁部の亀裂欠陥は生じること
なく、また生じても軽微であり耐食性の点で実用に耐え
るものが得られる。しかし、積層させたポリエステル樹
脂フィルムの融解熱が、10cal/gを超えるとDI加工によ
り缶壁部の皮膜フィルムに大きな亀裂欠陥が生じ、耐食
性の点で実用性能が得られない。かかる意味からは好ま
しくは9cal/g以下である。
本発明におけるポリエステル樹脂の重量平均分子量
（MW）は70000以下である。
（MW）は70000以下である。
周知のようにDI缶は、缶壁はしごき加工によって成形
され、缶底部はDI成形の最後にドーマと呼ばれる缶底の
形状をしたものにDI成形された缶底が当り、プレス加工
のような成形によって缶底が出来上る。この時、積層さ
れたフィルムにマイクロクラックが発生する場合があ
り、このクラックは、当然のことながら缶体の耐食性の
点で問題となる。PET樹脂の重量平均分子量を70000以下
に限定した理由は、この缶底部のクラック発生に対し重
量平均分子量の効果があることを発明者らは見いだした
ものである。即ち、重量平均分子量が70000超では、程
度の差はあるものの大体缶底部にクラックが発生する。
しかし、70000以下になるとクラックの発生はかなり抑
えられ、発生したとしても皮膜の極表層だけに留まり、
良好な缶体が得られる。
され、缶底部はDI成形の最後にドーマと呼ばれる缶底の
形状をしたものにDI成形された缶底が当り、プレス加工
のような成形によって缶底が出来上る。この時、積層さ
れたフィルムにマイクロクラックが発生する場合があ
り、このクラックは、当然のことながら缶体の耐食性の
点で問題となる。PET樹脂の重量平均分子量を70000以下
に限定した理由は、この缶底部のクラック発生に対し重
量平均分子量の効果があることを発明者らは見いだした
ものである。即ち、重量平均分子量が70000超では、程
度の差はあるものの大体缶底部にクラックが発生する。
しかし、70000以下になるとクラックの発生はかなり抑
えられ、発生したとしても皮膜の極表層だけに留まり、
良好な缶体が得られる。
缶底部のクラックに対し、何故樹脂の重量平均分子量
が影響しているのかは現時点では明確になっていない
が、おそらく非晶質化したPET樹脂フィルムの場合、配
向結晶状態と異なり分子量が小さい方が衝撃強度、伸び
特性が高いためと考えられる。重量平均分子量を70000
以下に限定した理由は、以下の理由によるものである
が、好ましくは68000以下が良い。
が影響しているのかは現時点では明確になっていない
が、おそらく非晶質化したPET樹脂フィルムの場合、配
向結晶状態と異なり分子量が小さい方が衝撃強度、伸び
特性が高いためと考えられる。重量平均分子量を70000
以下に限定した理由は、以下の理由によるものである
が、好ましくは68000以下が良い。
次に本発明に適用される、積層させるポリエステル樹
脂フィルムの厚みについて述べる。
脂フィルムの厚みについて述べる。
本発明においては、フィルム厚みは10〜60μｍであ
る。DI加工後の缶壁部は前述したように伸び加工されて
おり、アイアニング率に応じて薄くなっている。積層さ
せた樹脂フィルムも同じで、例えばアイアニング率50％
の場合は素地鋼板もフィルムも加工前板厚の約半分にな
っている。従って、下限値10μｍ以下では、DI加工後の
皮膜フィルムに加工による傷が素地鋼板に達する場合が
あり、耐食性能が十分確保できないことがある。特に、
鋼板に化成処理を施しただけの鋼板においては問題とな
る。また、上限値60μｍを超えても、耐食性に対してさ
ほど有効ではなく、性能的には飽和している。
る。DI加工後の缶壁部は前述したように伸び加工されて
おり、アイアニング率に応じて薄くなっている。積層さ
せた樹脂フィルムも同じで、例えばアイアニング率50％
の場合は素地鋼板もフィルムも加工前板厚の約半分にな
っている。従って、下限値10μｍ以下では、DI加工後の
皮膜フィルムに加工による傷が素地鋼板に達する場合が
あり、耐食性能が十分確保できないことがある。特に、
鋼板に化成処理を施しただけの鋼板においては問題とな
る。また、上限値60μｍを超えても、耐食性に対してさ
ほど有効ではなく、性能的には飽和している。
本発明を実施するに当って、積層させる樹脂フィルム
の厚みは、DI加工におけるアイアニング率、および鋼板
のSn皮膜の有無によって耐食性への効果、影響は異な
り、状況に応じて設計する必要があることはいうまでも
ない。また、缶に充填する物の腐食程度によっても、適
用する厚みを変えることも可能である。
の厚みは、DI加工におけるアイアニング率、および鋼板
のSn皮膜の有無によって耐食性への効果、影響は異な
り、状況に応じて設計する必要があることはいうまでも
ない。また、缶に充填する物の腐食程度によっても、適
用する厚みを変えることも可能である。
なお、本発明におけるポリエステル樹脂フィルムは、
分子鎖中に二重結合を含まない飽和ポリエステル樹脂
で、周知のように飽和多価カルボン酸と飽和多価アルコ
ールとの重合体である。飽和多価カルボン酸としてテレ
フタル酸、イソフタル酸、フタル酸、アジピン酸、セバ
シン酸等が、また飽和多価アルコールとしてエチレング
リコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、1,4ブタジオール、ポリアルキレングリコールの
誘導体等があり、これらのホモポリマー、コポリマーの
単体およびブレンドが適用される。
分子鎖中に二重結合を含まない飽和ポリエステル樹脂
で、周知のように飽和多価カルボン酸と飽和多価アルコ
ールとの重合体である。飽和多価カルボン酸としてテレ
フタル酸、イソフタル酸、フタル酸、アジピン酸、セバ
シン酸等が、また飽和多価アルコールとしてエチレング
リコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、1,4ブタジオール、ポリアルキレングリコールの
誘導体等があり、これらのホモポリマー、コポリマーの
単体およびブレンドが適用される。
但し、通称PETと呼ばれているポリエチレンテレフタ
レートやPBTと呼ばれているポリブチレンテレフタレー
トは冷結晶化熱、融解熱の点で本発明からは除外され
る。
レートやPBTと呼ばれているポリブチレンテレフタレー
トは冷結晶化熱、融解熱の点で本発明からは除外され
る。
なお、本発明におけるポリエステル樹脂フィルムの密
度とは、鋼板に積層させた樹脂フィルムを密度勾配管法
で測定したものを指す。
度とは、鋼板に積層させた樹脂フィルムを密度勾配管法
で測定したものを指す。
また、冷結晶化熱および融解熱は、鋼板に積層させた
DI加工前のフィルムをDSCで５℃／分の昇温速度で測定
し、そのカーブから冷結晶化熱（Hc）および融解熱
（Hf）を求めるが、本発明の場合は鋼板に積層する前の
元々のポリエステル樹脂フィルムをDSCで融点（Tm）を
測定し、次いで同一フィルムをTm＋30℃に昇温した後、
直ちに急冷し非晶質化したものを作成、この非晶質化し
た樹脂を再度DSCカーブを測定しそのカーブから冷結晶
化熱、および融解熱を求めたもので代替することも可能
である。
DI加工前のフィルムをDSCで５℃／分の昇温速度で測定
し、そのカーブから冷結晶化熱（Hc）および融解熱
（Hf）を求めるが、本発明の場合は鋼板に積層する前の
元々のポリエステル樹脂フィルムをDSCで融点（Tm）を
測定し、次いで同一フィルムをTm＋30℃に昇温した後、
直ちに急冷し非晶質化したものを作成、この非晶質化し
た樹脂を再度DSCカーブを測定しそのカーブから冷結晶
化熱、および融解熱を求めたもので代替することも可能
である。
次に本発明に適用される鋼板について述べる。
本発明はDI缶用素材に関するものである。前述したよ
うに、現在、鋼板を素材としたDI缶用材料はSnめっきを
施したぶりきが用いられている。特に、DI缶の外面にな
る面はしごき加工という過激な加工を受けるため、良好
な固体潤滑剤であるSn皮膜は、今のところ必須となって
いる。
うに、現在、鋼板を素材としたDI缶用材料はSnめっきを
施したぶりきが用いられている。特に、DI缶の外面にな
る面はしごき加工という過激な加工を受けるため、良好
な固体潤滑剤であるSn皮膜は、今のところ必須となって
いる。
本発明においても、缶内面のみに樹脂フィルムを積層
させた場合は、缶外面に当たる面は固体潤滑剤としての
Sn皮膜は必要である。Sn皮膜を有する鋼板の場合、缶外
面はDI加工性の点で0.5〜15g/m2がよく、0.5g/m2以下で
は潤滑効果が得られず、かじりや時には破断というトラ
ブルが起こることがある。また、15g/m2を超えても潤滑
効果は飽和し、経済的に不利である。缶内面に当たる面
のSn皮膜は、本発明においては必ずしも必須要件ではな
い。この理由は前述したようにDI加工時の熱でSnが溶融
することがあり、積層させた樹脂フィルムの密着性を低
下させる要因となり、時にはフィルム剥離となる場合が
あるためである。しかし缶内面の耐食性という観点から
はSn皮膜があった方が有利であり、DI加工時の発熱を確
認した上で、缶内面のSn皮膜の適用の是非を判断するの
が賢明である。
させた場合は、缶外面に当たる面は固体潤滑剤としての
Sn皮膜は必要である。Sn皮膜を有する鋼板の場合、缶外
面はDI加工性の点で0.5〜15g/m2がよく、0.5g/m2以下で
は潤滑効果が得られず、かじりや時には破断というトラ
ブルが起こることがある。また、15g/m2を超えても潤滑
効果は飽和し、経済的に不利である。缶内面に当たる面
のSn皮膜は、本発明においては必ずしも必須要件ではな
い。この理由は前述したようにDI加工時の熱でSnが溶融
することがあり、積層させた樹脂フィルムの密着性を低
下させる要因となり、時にはフィルム剥離となる場合が
あるためである。しかし缶内面の耐食性という観点から
はSn皮膜があった方が有利であり、DI加工時の発熱を確
認した上で、缶内面のSn皮膜の適用の是非を判断するの
が賢明である。
また、缶内面にSn皮膜を適用する場合は、耐食性と前
述の理由による密着性の低下の兼ね合から１〜10g/m2が
望ましい。
述の理由による密着性の低下の兼ね合から１〜10g/m2が
望ましい。
しかし、展延性金属としてSnを適用する場合は缶外面
に当たる面のみを主とし、缶内面に当たる面は鋼板に化
成処理を施したものとすることが望ましい。この場合の
皮膜構成は缶内面側からポリエステル樹脂フィルム／ク
ロメート処理皮膜／鋼板（Fe）/Sn皮膜／クロメート処
理皮膜となる。なお、ここでいうクロメート処理とは、
通常ぶりきに施されているケミカル処理と呼ばれている
クロメート処理や、TFS（Tin Free Steel）と呼ばれて
いる鋼板の皮膜である、金属クロム・水和酸化クロム処
理を指すものである。クロメート処理に関しては、缶外
面に当たる面に対しては本発明では必須要件ではない
が、材料の一次防錆という点からは行っておいたほうが
良い。
に当たる面のみを主とし、缶内面に当たる面は鋼板に化
成処理を施したものとすることが望ましい。この場合の
皮膜構成は缶内面側からポリエステル樹脂フィルム／ク
ロメート処理皮膜／鋼板（Fe）/Sn皮膜／クロメート処
理皮膜となる。なお、ここでいうクロメート処理とは、
通常ぶりきに施されているケミカル処理と呼ばれている
クロメート処理や、TFS（Tin Free Steel）と呼ばれて
いる鋼板の皮膜である、金属クロム・水和酸化クロム処
理を指すものである。クロメート処理に関しては、缶外
面に当たる面に対しては本発明では必須要件ではない
が、材料の一次防錆という点からは行っておいたほうが
良い。
次に、ポリエステル樹脂フィルムを鋼板に積層させる
手段について述べる。
手段について述べる。
本発明では積層させるポリエステル樹脂フィルムの結
晶構造は、非晶質化させたものである。この非晶質化さ
せる方法は、樹脂を融点以上に加熱し結晶性を消滅させ
た後、急冷することで得られる。従って、例えば鋼板に
フィルムを熱圧着し、更に樹脂の融点以上に加熱し水に
浸漬し急冷するなどの方法で得られる。熱圧着によるフ
ィルムの接着は、鋼板を所定の温度に熱する必要があ
り、この鋼板を加熱する方法としては、加熱した炉の中
を通す方法や、鋼板に通電して加熱する通電加熱、更に
は誘導加熱等が使用できる。
晶構造は、非晶質化させたものである。この非晶質化さ
せる方法は、樹脂を融点以上に加熱し結晶性を消滅させ
た後、急冷することで得られる。従って、例えば鋼板に
フィルムを熱圧着し、更に樹脂の融点以上に加熱し水に
浸漬し急冷するなどの方法で得られる。熱圧着によるフ
ィルムの接着は、鋼板を所定の温度に熱する必要があ
り、この鋼板を加熱する方法としては、加熱した炉の中
を通す方法や、鋼板に通電して加熱する通電加熱、更に
は誘導加熱等が使用できる。
また、急冷の方法としては、前述した水に浸漬して急
冷する方法、冷えた空気を吹き付けて冷却する方法、空
気と水を同時に吹き付けて冷却する方法およびこれらの
併用等が使用できるが、いずれの方法を採用するにし
ろ、冷却速度は十分に確保する必要がある。
冷する方法、冷えた空気を吹き付けて冷却する方法、空
気と水を同時に吹き付けて冷却する方法およびこれらの
併用等が使用できるが、いずれの方法を採用するにし
ろ、冷却速度は十分に確保する必要がある。
以上本発明の構成、作用について説明したが、本発明
を実施することにより、良好な連続DI成形性を有し、か
つ耐食性の飛躍的向上により従来、スチールベースのDI
缶では内面ダブルコートが必須であったものがシングル
コート、更には充填する内容物によっては無塗装のDI缶
が達成できるものである。
を実施することにより、良好な連続DI成形性を有し、か
つ耐食性の飛躍的向上により従来、スチールベースのDI
缶では内面ダブルコートが必須であったものがシングル
コート、更には充填する内容物によっては無塗装のDI缶
が達成できるものである。
［実施例］ 以下、実施例で本発明の効果を具体的に示す。
（実施例１） Sn付着量が缶外面側3g/m2、缶内面側にはSn皮膜はな
く、TFS処理皮膜だけを有する鋼板（板厚:0.29mm、テン
パー:T−１）の缶内面側に、飽和多価カルボン酸として
テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、飽和多価アル
コールとしてエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、ポリアルキレングリコールの誘導体等を原材料と
した、ポリエステル樹脂の15μｍ、30μｍ、50μｍフィ
ルムを熱接着し直ちに急冷して積層複合鋼板を得た。各
々の樹脂フィルムの冷結晶化熱（Hc）、融解熱（Hf）お
よび重量平均分子量（MW）は Ａフィルム（Hc:3.7,Hf:4.5,MW:60000）、 Ｂフィルム（Hc:2.4,Hf:6.1,MW:64000）、 Ｃフィルム（Hc:6.7,Hf:9.5,MW:68000）、 Ｄフィルム（Hc:4.7,Hf:9.3,MW:68000）、 Ｅフィルム（Hc:5.2,Hf:8.8,MW:67000）、 Ｆフィルム（Hc:6.7,Hf:7.6,MW:65000）、 Ｇフィルム（Hc:6.1,Hf:6.4,MW:63000）、 Ｈフィルム（Hc:6.5,Hf:8.6,MW:70000）、 Ｉフィルム（Hc:3.8,Hf:4.4,MW:61000）、 Ｊフィルム（Hc:2.8,Hf:3.9,MW:58000）、 Ｋフィルム（Hc:7.3,Hf:11.2,MW:75000）、 Ｌフィルム（Hc:7.5,Hf:11.5,MW:73000） である。
く、TFS処理皮膜だけを有する鋼板（板厚:0.29mm、テン
パー:T−１）の缶内面側に、飽和多価カルボン酸として
テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、飽和多価アル
コールとしてエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、ポリアルキレングリコールの誘導体等を原材料と
した、ポリエステル樹脂の15μｍ、30μｍ、50μｍフィ
ルムを熱接着し直ちに急冷して積層複合鋼板を得た。各
々の樹脂フィルムの冷結晶化熱（Hc）、融解熱（Hf）お
よび重量平均分子量（MW）は Ａフィルム（Hc:3.7,Hf:4.5,MW:60000）、 Ｂフィルム（Hc:2.4,Hf:6.1,MW:64000）、 Ｃフィルム（Hc:6.7,Hf:9.5,MW:68000）、 Ｄフィルム（Hc:4.7,Hf:9.3,MW:68000）、 Ｅフィルム（Hc:5.2,Hf:8.8,MW:67000）、 Ｆフィルム（Hc:6.7,Hf:7.6,MW:65000）、 Ｇフィルム（Hc:6.1,Hf:6.4,MW:63000）、 Ｈフィルム（Hc:6.5,Hf:8.6,MW:70000）、 Ｉフィルム（Hc:3.8,Hf:4.4,MW:61000）、 Ｊフィルム（Hc:2.8,Hf:3.9,MW:58000）、 Ｋフィルム（Hc:7.3,Hf:11.2,MW:75000）、 Ｌフィルム（Hc:7.5,Hf:11.5,MW:73000） である。
また、比較のためPET（Hc:8.5,Hf:12.0,MW:75000）の
40μｍフィルムについても熱接着し直ちに急冷して積層
複合鋼板を作成した。
40μｍフィルムについても熱接着し直ちに急冷して積層
複合鋼板を作成した。
積層された樹脂フィルムＡ〜ＬおよびPETの密度を測
定した結果、いずれも1.335〜1.370であり非晶質であ
る。更に比較として前述したＣフィルムを熱接着したの
ち徐冷し、結晶化したもの（Ｍフィルム）の複合鋼板を
作成した。密度は1.390であった。
定した結果、いずれも1.335〜1.370であり非晶質であ
る。更に比較として前述したＣフィルムを熱接着したの
ち徐冷し、結晶化したもの（Ｍフィルム）の複合鋼板を
作成した。密度は1.390であった。
こうして得た複合鋼板Ａ〜Ｍ、および比較のPET複合
鋼板の連続DI成形性を、缶径211φ（350mlビール缶サイ
ズ）で検討を行った。
鋼板の連続DI成形性を、缶径211φ（350mlビール缶サイ
ズ）で検討を行った。
その結果、DI成形性については全ての複合鋼板が100
缶以上の連続DI成形が可能で、連続DI成形性は良好であ
った。
缶以上の連続DI成形が可能で、連続DI成形性は良好であ
った。
更に、DI成形缶のフィルム健全性を調べるために、缶
の中に１％Naclに界面活性剤0.2％を含む水溶液を入
れ、缶体を陰極、白金を陽極として＋6Vの過電圧を掛け
たときの電流値を測定した（以下、この試験をQTV試験
と称す）。
の中に１％Naclに界面活性剤0.2％を含む水溶液を入
れ、缶体を陰極、白金を陽極として＋6Vの過電圧を掛け
たときの電流値を測定した（以下、この試験をQTV試験
と称す）。
また、DI成形缶の内面にエポキシ尿素系塗料を乾燥塗
膜厚が８μｍになるようにスプレー塗装し、200℃で10
分焼き付けた。上塗り塗装を行ったDI缶についても、QT
V試験を行った。
膜厚が８μｍになるようにスプレー塗装し、200℃で10
分焼き付けた。上塗り塗装を行ったDI缶についても、QT
V試験を行った。
なお、比較のため現行の市販されているぶりきDI缶
（内面ダブルコート缶）についてもQTV試験を行った。
（内面ダブルコート缶）についてもQTV試験を行った。
結果を第１表に示す。第１表から分かるように、本発
明で得られるポリエステル樹脂フィルム積層複合鋼板の
耐食性は、現行の市販されているDI−Ｓ缶と同等以上の
性能を有し、内面シングルコート化更にはゼロコート化
が達成される。一方、本発明の対象外の複合鋼板および
比較に行ったPETフィルム積層鋼板は、連続DI成形性は
良好だが、耐食性の点で著しく劣る。
明で得られるポリエステル樹脂フィルム積層複合鋼板の
耐食性は、現行の市販されているDI−Ｓ缶と同等以上の
性能を有し、内面シングルコート化更にはゼロコート化
が達成される。一方、本発明の対象外の複合鋼板および
比較に行ったPETフィルム積層鋼板は、連続DI成形性は
良好だが、耐食性の点で著しく劣る。
（実施例２） Sn付着量が缶外面側10g/m2、缶内面側にはSn皮膜はな
く、TFS処理皮膜だけを有する鋼板（板厚:0.29mm、テン
パー:T−１）の缶内面側に、実施例１の手順に従って、
Ａフィルム、Ｂフィルム、Ｃフィルム、Ｇフィルム、Ｊ
フィルムおよびPETフィルムの積層複合鋼板を作成し
た。こうして得た複合鋼板について、実施例１の手順に
従って、DI成形、QTV試験、内面上塗り塗装後のQTV試験
を行った。
く、TFS処理皮膜だけを有する鋼板（板厚:0.29mm、テン
パー:T−１）の缶内面側に、実施例１の手順に従って、
Ａフィルム、Ｂフィルム、Ｃフィルム、Ｇフィルム、Ｊ
フィルムおよびPETフィルムの積層複合鋼板を作成し
た。こうして得た複合鋼板について、実施例１の手順に
従って、DI成形、QTV試験、内面上塗り塗装後のQTV試験
を行った。
その結果は実施例１同様の結果で、本発明で得られる
複合鋼板の耐食性は、現行の市販されているぶりきDI缶
と同等以上の性能を示し、内面シングルコート、更には
ゼロコートが達成される。
複合鋼板の耐食性は、現行の市販されているぶりきDI缶
と同等以上の性能を示し、内面シングルコート、更には
ゼロコートが達成される。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明で得られる複合鋼板は、
優れたDI成形性を有している。また、耐食性について
も、加工後の内面塗装一回で、現行の市販されている内
面二回塗装のぶりきDI缶と、同等かそれ以上の性能を有
し、耐食性のマイルドな内容物に対してはゼロコート化
が可能である。
優れたDI成形性を有している。また、耐食性について
も、加工後の内面塗装一回で、現行の市販されている内
面二回塗装のぶりきDI缶と、同等かそれ以上の性能を有
し、耐食性のマイルドな内容物に対してはゼロコート化
が可能である。
従って、製缶メーカーでの工程省略化が可能となるこ
とから、コストダウンが計れ、経済的メリットもあるこ
とから、産業界への効果は大きいものがある。
とから、コストダウンが計れ、経済的メリットもあるこ
とから、産業界への効果は大きいものがある。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−192545（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−180336（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00
Claims (3)
- 【請求項１】冷結晶化熱（Hc）が7cal/g以下であるこ
と、および融解熱（Hf）が10cal/g以下であることのい
ずれか一方または双方を満足するとともに、密度が1.37
0以下、重量平均分子量が70000以下のポリエステル樹脂
フィルムを、少なくとも鋼板の片面に有していることを
特徴とする絞りしごき缶成形性に優れた複合鋼板。 - 【請求項２】Sn皮膜および／またはクロメート皮膜を有
する缶内面に相当する鋼板の片面に冷結晶化熱（Hc）が
7cal/g以下であること、および融解熱（Hf）が10cal/g
以下であることのいずれか一方または双方を満足すると
ともに、密度が1.370以下、重量平均分子量が70000以下
のポリエステル樹脂フィルムを有するとともに、缶外面
に相当する鋼板の他の面に0.5〜15g/m2のSn皮膜を有す
ることを特徴とする絞りしごき缶成形性に優れた複合鋼
板。 - 【請求項３】ポリエステル樹脂フィルムが10〜60μｍの
厚さを有するものである請求項１または２記載の絞りし
ごき缶成形性に優れた複合鋼板。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1221680A JP2803854B2 (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | 絞りしごき缶成形性に優れた複合鋼板 |
| CA002023893A CA2023893A1 (en) | 1989-08-30 | 1990-08-23 | Composite steel sheet having high workability for drawn and ironed cans |
| EP90116469A EP0415345B1 (en) | 1989-08-30 | 1990-08-28 | Composite steel sheet having high workability for drawn and ironed cans |
| DE69029071T DE69029071T2 (de) | 1989-08-30 | 1990-08-28 | Bearbeitungsfähiger Stahlblechverbundstoff für gezogene Dosen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1221680A JP2803854B2 (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | 絞りしごき缶成形性に優れた複合鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0386541A JPH0386541A (ja) | 1991-04-11 |
| JP2803854B2 true JP2803854B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=16770593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1221680A Expired - Lifetime JP2803854B2 (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | 絞りしごき缶成形性に優れた複合鋼板 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0415345B1 (ja) |
| JP (1) | JP2803854B2 (ja) |
| CA (1) | CA2023893A1 (ja) |
| DE (1) | DE69029071T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0699217B1 (en) * | 1993-05-17 | 1997-12-03 | Eastman Chemical Company | Metal copolyester laminates |
| KR19980018298A (ko) * | 1996-08-06 | 1998-06-05 | 하라다 야스오 | 폴리에스테르 적층 금속판 및 그로부터 성형된 캔 단부 및 캔 본체 |
| FR2818665B1 (fr) * | 2000-12-27 | 2003-09-12 | Usinor | Fabrication d'une bande metallique pour emballage comportant un revetement constitue d'une couche metallique et d'un film de polymere, et bande obtenue |
| AU2004249586A1 (en) * | 2003-06-23 | 2004-12-29 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd. | Resin-coated aluminum seamless can body having excellent body burst resistance and flange crack resistance in distribution |
| JP2007294371A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-11-08 | Anden | 密封型リレーの封止構造及びその実装方法 |
| WO2020127159A1 (en) * | 2018-12-21 | 2020-06-25 | Tata Steel Ijmuiden B.V. | Method for producing a polymer coated metal strip and polymer coated metal strip produced thereby |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5265588A (en) * | 1975-11-26 | 1977-05-31 | Toray Ind Inc | Covered metal structures and manufacturing thereof |
| DE3227282A1 (de) * | 1982-07-21 | 1984-01-26 | Toyo Kohan Co., Ltd., Tokyo | Mit einem polyesterharzfilm beschichtetes metallblech und verfahren zu seiner herstellung |
| GB8724239D0 (en) * | 1987-10-15 | 1987-11-18 | Metal Box Plc | Laminated metal sheet |
| DE3836858A1 (de) * | 1988-10-19 | 1990-05-10 | Toyo Kohan Co Ltd | Polyesterharzfilmbeschichtetes stahlblech, insbesondere fuer tief- und abstreckgezogene dosen, sowie verfahren zu dessen herstellung |
-
1989
- 1989-08-30 JP JP1221680A patent/JP2803854B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-08-23 CA CA002023893A patent/CA2023893A1/en not_active Abandoned
- 1990-08-28 EP EP90116469A patent/EP0415345B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-28 DE DE69029071T patent/DE69029071T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| EP0415345A2 (en) | 1991-03-06 |
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| EP0415345A3 (en) | 1991-11-27 |
| DE69029071D1 (de) | 1996-12-12 |
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