JPH04224936A - 耐デンティング性に優れた薄肉化深絞り缶用樹脂被覆金属板 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄肉化深絞り缶用樹脂
被覆金属板に関するものであり、さらに詳しくは金属板
をＩＶ値を限定したポリエステル樹脂層で被覆すること
によって成形された缶胴部における耐デンティング性（
耐衝撃加工性）に優れた薄肉化深絞り缶用樹脂被覆金属
板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、食缶あるいは飲料缶には、缶
胴、缶蓋、底蓋の三つの部分からなる３ピース缶と缶胴
と底蓋が一体となった缶体、缶蓋の二つの部分からなる
２ピース缶が用いられている。この３ピース缶の缶胴に
は一回あるいは数回の塗装を施したぶりき、電解クロム
酸処理鋼板（一般にティンフリースチールと呼ばれ、以
下ＴＦＳと略す）が使用され、接合にははんだ付け、ナ
イロンによる接着、あるいは抵抗溶接をする方法が使用
されている。このように塗装を施すことは、焼付工程が
煩雑であるばかりでなく、焼付けのため長時間の加熱が
必要である。また、焼付工程で塗料中の多量の溶剤成分
が排出されるため、公害面から排出溶剤を特別な焼却炉
に導き焼却しなければならないという欠点をもっていた
。また、２ピース缶には絞り缶、絞り再絞り缶（Ｄｒａ
ｗｎ　　ａｎｄ　　ｒｅｄｒａｗｎ　　ｃａｎ、ＤＲＤ
缶）、絞りしごき缶（Ｄｒａｗｎ　　ａｎｄ　　Ｉｒｏ
ｎｅｄ　　Ｃａｎ、ＤＩ缶）があるが、絞り缶、ＤＲＤ
缶のような比較的絞り比の小さい缶には上記の３ピース
缶用の材料と同様に塗装を施したぶりきまたはＴＦＳが
使用されている。そのため上記同様に工程面および環境
汚染の面から問題がある。また絞り缶、ＤＩ缶にはぶり
きおよびアルミニウムが使用されているが、ＤＩ缶の製
造には成形時に潤滑油を用い、成形加工後、この潤滑油
を洗浄で除去し、乾燥後、缶の内外面に塗装が施される
。このＤＩ缶の製造工程は公害面から潤滑油の処理、塗
料焼き付け時における塗料中から揮散される溶剤成分の
処理などに問題がある。近年、塗装を施したＴＦＳを絞
り加工後、ストレッチ加工を施す薄肉化深絞り缶の製造
技術が開発され、その材料として塗装したＴＦＳが検討
されてきた。しかし塗装したＴＦＳはこのような厳しい
加工を施した時、塗膜に無数のクラックが入り、いまだ
に特性の良好な薄肉化深絞り缶は実用化されていない。

【０００３】この薄肉化深絞り缶の製造技術はＤＩ缶の
製造技術に比較し、例えば、製造設備がコンパクトで設
備費が安い、設備設置面積が小さい、運転人員の削減が
可能である、プレコート材の使用が可能であり、公害対
策が不要であり、ぶりきより安価なＴＦＳの使用が可能
であるなど多くの利点をもっているが、塗料をプレコー
トしたＴＦＳを薄肉化深絞り缶へ適用した場合、加工後
の耐食性が不十分なため、いまだに広く普及していない
。一方、塗装に代わる方法として、ポリエステル樹脂フ
ィルムを接着剤を使用せずに金属板に積層する方法（特
公昭６０−４７１０３号）およびエポキシ樹脂とその硬
化剤などからなる重合組成物などを予め塗布したポリエ
ステル樹脂フィルムを金属板に積層する方法（特公昭６
３−１３８２９号、特開平１−２４９３３１号、特願平
２−１５４０９８）が開発されている。特公昭６３−１
３８２９号の方法で得られたポリエステル樹脂被覆鋼板
はエポキシ系重合組成物を介して二軸延伸ポリエチレン
テレフタレートフィルムで鋼板表面を被覆した鋼板であ
り、ポリエチレンテレフタレートフィルムの加工せいは
つぎに記す共重合ポリエステル樹脂フィルムの加工性よ
り劣り、比較的加工程度が小さい絞り缶、ＤＲＤ缶、缶
蓋用には使用可能であるが、さらに厳しい加工性が要求
される薄肉化深絞り缶用には使用できない。その理由は
このような厳しい加工を施すと、ポリエステル樹脂フィ
ルムが剥離したり、フィルムに無数のクラックが入るた
めであり、腐食性の強い内容物を充填することができな
い。また、特開平１−２４９３３１号の方法で得られた
ポリエステル樹脂被覆金属板は積層される共重合ポリエ
ステル樹脂フィルムの軟化開始温度、結晶融解温度、破
断伸びを限定したものであり、また特願平２−１５４０
９８号の方法で得られたポリエステル樹脂被覆金属板は
積層される共重合ポリエステル樹脂フィルムの面内の屈
折率および結晶融解温度を限定したものである。 これらの方法で用いられるフィルムは特公昭６３−１３
８２９で用いられるフィルムより加工性は優れているが
、薄肉深絞り缶用に適用した場合、積層されたフィルム
が金属板表面より剥離することがある。かりに、これら
の公知のポリエステル樹脂被覆金属板が薄肉化深絞り缶
用に適用されたとしても、製缶工程で成形された薄肉化
深絞り缶あるいはその缶に内容物を充填後、缶を高速で
かつ連続的に搬送する時、缶と缶が衝突し、一方の缶に
へこみを生じることがある。このへこみを生じた部分は
缶の内面側からみると、凸状に変形され、この部分のポ
リエステル樹脂層に無数のクラックが入ることがあり、
局部的に腐食されることがある。すなわち、公知のポリ
エステル樹脂被覆金属板は正常な状態で缶に成形され、
正常な状態で搬送されていれば、薄肉深絞り缶用に使用
されるものもあるが、このような異常な製缶作業、異常
な充填作業が考慮されていないので、実用性に乏しい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の製缶
技術に比較し、薄肉化深絞り缶の製造技術は多くの利点
をもっているが、このような異常作業まで考慮した薄肉
化深絞り缶に適した材料は開発されていない。本発明は
このような異常作業を考慮した薄肉化深絞り缶用に適し
た優れた加工性、および加工耐食性を兼ね備えた、特に
、薄肉深絞り缶に成形後の缶胴部における耐デンティン
グ性に優れたポリエステル樹脂被覆金属板を開発するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、種々検討の結
果、金属板の片面あるいは両面上に接着剤を介して、ま
たは介さずに金属板をＩＶ値が０．５０〜０．７０の熱
可塑性ポリエステル樹脂で被覆することによって、本発
明が解決しようとする課題である公害対策が不要であり
、厳しい加工性および加工耐食性、特に薄肉深絞り缶に
成形後の缶胴部における耐デンティング性が要求される
薄肉化深絞り缶用に適したポリエステル樹脂被覆金属板
を得ることができる。

【０００６】以下、本発明の内容について詳細に説明す
る。まず、本発明に用いられるポリエステル樹脂として
は、エステル反復単位の７５〜９５％がエチレンテレフ
タレート単位からなり、残りの５〜２５％のエステル反
復単位がエチレンテレフタレート単位以外のエステル単
位からなることが好ましい。テレフタル酸以外の酸成分
としては、フタル酸、イソフタル酸、コハク酸、アゼラ
イン酸、アジピン酸、セバチン酸、ドデカンジオン酸、
ジフェニルカルボン酸、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、無水トリメット
酸の１種あるいは２種以上の酸成分が挙げられ、エチレ
ングリコール以外のアルコール成分としては、１，４ブ
タンジオール、１，５ペンタンジオンジオール、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、トリメチレングリコール、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の１種あるいは２種以上の飽和多
価アルコールが挙げられる。エチレンテレフタレート単
位以外のエステル単位は、酸成分およびアルコール成分
の何れか一方あるいは両方がテレフタル酸以外の酸成分
およびエチレングリコール以外の多価アルコールであれ
ば良く、上述した酸成分および多価アルコール成分を用
いて共重合ポリエステルを得ることができる。このよう
な共重合ポリエステル樹脂は共重合成分からなるポリエ
ステルをエチレンテレフタレート樹脂にブレンド後、溶
融し、分配反応により共重合化する方法により得ること
も可能である。これらの共重合ポリエステル樹脂は公知
の押出機によりフィルム成形されたままでも、さらにフ
ィルム成型後、縦横二方向に延伸し、熱固定工程を経た
配向されたポリエステル樹脂フィルムでも使用可能であ
る。また押出機より押出された溶融ポリエステル樹脂を
直接金属板表面に積層することも可能である。一般に未
延伸フィルムを積層した金属板は延伸フィルムを積層し
た金属板に比較し、製缶性は劣るが、ＩＶ値が０．５０
〜０．７０のポリエステル樹脂フィルムを用いれば、本
発明の主目的である薄肉深絞り缶の缶胴部における耐デ
ンティング性に優れたポリエステル樹脂被覆金属板を得
ることができる。ある場合には、必要に応じて、安定剤
、酸化防止剤、帯電防止剤、顔料、滑剤、腐食防止剤な
どのような添加剤を加えても本発明に支障をきたすこと
はない。

【０００７】また、本発明において使用されるポリエス
テル樹脂フィルムの厚さは特に限定するものでないが、
５〜５０μｍが好ましい。厚さが５μｍ以下になると、
ラミネート作業性が著しく低下するとともに、十分な加
工耐食性が得られない。また、厚さが５０μｍ以上にな
ると、製缶用材料に広く使用されているエポキシ系樹脂
塗料などと比較し経済的でない。

【０００８】本発明において重要な要因である金属板を
被覆するポリエステル樹脂のＩＶ値（Ｉｎｔｒｉｎｓｉ
ｃ　　Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ、固有粘度）は次ぎに示す方
法で求められる。すなわち、得られたポリエステル樹脂
被覆鋼板を塩酸に浸漬し、金属板表面を化学的に溶解さ
せ、ポリエステル樹脂フィルムのみを剥離し、そのフィ
ルム０．６ｇを採取し、５０ｍｌのオルソクロロフェノ
ールを加え、３０分加熱し、採取したポリエスエル樹脂
フィルムを溶解させ、冷却後、３５℃の恒温槽中でオス
トワルド粘度管を用い、粘度を測定し、次式から求める
。 ηＳＰ／Ｃ−〔η〕＋κ〔η〕２Ｃ ただし、ηＳＰ：比粘度 〔η〕：固有粘度、ＩＶ値に相当 κ　　：定数（０．２４７） Ｃ　　：容積濃度（ｇ／１００ｍｌ） この式から求められたポリエステル樹脂のＩＶ値が０．
５０以下であると、薄肉化深絞り缶に加工し、内容物を
充填し、さらに缶胴部に外面よりデントを与えると、缶
内面側に積層されたポリエステル樹脂層に無数のクラッ
クが入り、その部分より金属表面が腐食されるので好ま
しくない。またＩＶ値０．７０以上のポリエステル樹脂
は工業的に製膜することがむずかしく、本発明の金属表
面被覆用の樹脂として適していない。すなわち、ＩＶ値
が０．５０〜０．７０、より好ましくは０．５５〜０．
６５のポリエステル樹脂は工業的に製膜しやすく、かつ
上記のような厳しい加工性、加工耐食性が要求される薄
肉化深絞り缶用に適している。

【０００９】つぎに、金属板とポリエステル樹脂層の間
に接着剤層が介在する場合について説明する。接着剤層
が介在せず、かつ本発明で限定した範囲のＩＶ値を有す
るポリエステル樹脂層で被覆された金属板はすでに記し
たように優れた加工性、加工耐食性、特に耐デンティン
グ性を有しているが、より腐食性の強い内容物と接触す
ると、ポリエステル樹脂層を通して金属板表面が腐食さ
れ、ポリエステル樹脂層が金属板より剥離する場合があ
る。金属板とポリエステル樹脂層の間に介在する接着剤
層はこのような場合における金属板表面の腐食およびポ
リエステル樹脂層の剥離を防止するのに効果的である。 接着剤には公知のものも使用可能であるが、エポキシ基
を分子内に有する重合組成物がより好ましく、ポリエス
テル樹脂の金属板と接する面に塗布、乾燥しても、ある
いは金属板表面に塗布、乾燥してもよく、その塗布方法
は特に規制するものでない。

【００１０】本発明のポリエステル樹脂被覆鋼板を得る
には例えば次ぎに示す方法がある。すなわち、ＩＶ値０
．５０〜０．７０の未延伸あるいは二軸延伸ポリエステ
ル樹脂フィルムをその融点前後に加熱した金属板にラミ
ネートし、金属表面と接触しているポリエステル樹脂面
の一部あるいは全部を溶融させ、金属板と接着させる方
法、その融点以下の温度で金属表面に仮接着させ、その
後昇温させ、金属表面と該フィルムを完全融着させる方
法など公知の方法が用いられる。

【００１１】つぎに、本発明において用いられる金属板
としては、シート状および帯状の鋼板およびアルミニウ
ム板の表層にクロム水和酸化物皮膜を有することが積層
されるポリエステル樹脂との優れた密着性を確保するた
めに有用である。特に下層が金属クロム、上層がクロム
水和酸化物の二層構造をもつＴＦＳが好ましく、さらに
鋼板表面に錫、ニッケル、亜鉛、アルミニウムなどの１
種あるいは２種以上の複層めっき、合金めっきを施し、
その上層に上記の二層構造をもつＴＦＳ皮膜あるいはク
ロム水和酸化物皮膜を形成させたもの、あるいはアルミ
ニウムに電解クロム酸処理、浸漬クロム酸処理を施し、
表層にクロム水和酸化物皮膜を形成させたものなどが用
いられる。表層のクロム水和酸化物皮膜の量がクロムと
して３ｍｇ／ｍ２以下あるいは５０ｍｇ／ｍ２以上であ
ると、積層されたポリエステル樹脂層との密着性、特に
加工後の密着性が低下する。したがって、クロム水和酸
化物皮膜の量はクロムとして３〜５０ｍｇ／ｍ２の範囲
が好ましく、より好ましくは７〜２５ｍｇ／ｍ２である
。金属クロム量は特に限定する必要はないが、加工後の
耐食性、ポリエステル樹脂層の密着性の観点より１０〜
２００ｍｇ／ｍ２の範囲にあることがより好ましい。

【００１２】金属板を加熱する方法としては、公知の熱
風循環伝熱方式、抵抗加熱方式、誘導加熱方式、ヒート
ロール方式などがあげられ、これらの方式を単独あるい
は併用してもよい。

【００１３】

【実施例】実施例１ 板厚０．１７ｍｍ、テンパー度ＤＲ−１０のＴＦＳ（金
属クロム量１１０ｍｇ／ｍ２、クロム水和酸化物皮膜中
のクロム量１４ｍｇ／ｍ２）の両面に、イソフタル酸１
２モル％、テレフタル酸８８モル％とエチレングリコー
ル１００モル％の重合で得られた二軸配向ポリエステル
樹脂フィルム（ＩＶ値０．６８、厚さ２５μｍ）を２４
２℃で積層した。得られたポリエステル樹脂被覆鋼板を
、下記に示す加工条件で薄肉化深絞り缶に加工した。 さらに、常法の手段により、ドーミング、ネッキング、
フランジング加工を施した。 〔成形条件〕Ａ．絞り工程 ブランク径：１８７ｍｍ 絞り比：１．５０ Ｂ．再絞り工程 第１次再絞り比：１．２９ 第２次再絞り比：１．２４ 第３次再絞り比：１．２０ 再絞り工程のダイスのコーナー部の曲率半径：０．４ｍ
ｍ 再絞り工程のしわ押え荷重：６０００ｋｇＣ．缶胴部の
平均薄肉化率 成形前のポリエステル樹脂被覆鋼板の厚さに対して−２
０％

【００１４】比較例１ 実施例１に示したＴＦＳの両面にイソフタル酸１２モル
％、テレフタル酸８８モル％とエチレングリコール１０
０モル％の重合で得られた二軸配向ポリエステル樹脂フ
ィルム（ＩＶ値０．４８、厚さ２５μｍ）を２４２℃で
積層した。得られたポリエステル樹脂被覆鋼板に実施例
１と同様な条件で成形加工を施した。

【００１５】実施例２ 実施例１に示したＴＦＳの両面に予めエポキシーフェノ
ール系塗料をプライマーとして０．５ｇ／ｍ２塗布し、
１５０℃で乾燥後、イソフタル酸１５モル％、アジピン
酸１５モル％、テレフタル酸７０モル％の酸成分とエチ
レングリコール６０モル％、１，４ブタンジオール４０
モル％のアルコール成分の重合で得られた未延伸ポリエ
ステル樹脂フィルム（ＩＶ値０．５３、厚さ３０μｍ）
を２１０℃で積層した。得られたポリエステル樹脂被覆
鋼板に実施例１と同様な条件で成形加工を施した。

【００１６】実施例３ 実施例１に示したＴＦＳの両面にイソフタル酸３０モル
％、テレフタル酸７０モル％とエチレングリコール１０
０モル％の重合で得られた未延伸ポリエステル樹脂フィ
ルム（ＩＶ値０．６４、厚さ３０μｍ）を２１５℃で積
層した。得られたポリエステル樹脂被覆鋼板に実施例１
と同様な条件で成形加工を施した。

【００１７】比較例２ 実施例１に示したＴＦＳの両面に実施例３と樹脂組成の
同じ未延伸ポリエステル樹脂フィルム（ＩＶ値０．４７
、厚さ３０μｍ）を２１５℃で積層した。得られたポリ
エステル樹脂被覆鋼板に実施例１と同様な条件で成形加
工を施した。

【００１８】実施例４ 板厚０．３０ｍｍのアルミ（Ａｌ−Ｍｇ合金系）の両面
にイソフタル酸１２モル％、テレフタル酸８８モル％と
エチレングリコール１００モル％の重合で得られたポリ
エステル樹脂とイソフタル酸１８モル％、テレフタル酸
８２モル％とエチレングリコール１００モル％の重合で
得られたポリエステル樹脂の共押出しで得られた二層二
軸配向ポリエステル樹脂フィルム（イソフタル酸１２モ
ル％含むポリエステル樹脂層のＩＶ値０．６１、厚さ１
５μｍ、イソフタル酸１８モル％含むポリエステル樹脂
層のＩＶ値０．５６、厚さ５μｍ）を２２０℃で積層し
た。得られたポリエステル樹脂被覆アルミ板に再絞り工
程の成形条件を下記のように変更した以外は実施例１と
同様な条件で成形加工を施した。 〔再絞り工程の実施例１と異なる条件〕再絞り工程のダ
イスのコーナー部の曲率半径：０．４ｍｍ 再絞り工程のしわ押え荷重：２０００ｋｇ

【００１９】
実施例５ 予めエポキシーフェノール系塗料を０．３８ｇ／ｍ２塗
布し、乾燥させた実施例１と同じ二軸配向ポリエステル
樹脂フィルムを実施例１に示したＴＦＳの片面に、他の
片面には酸化チタン１２重量部添加したイソフタル酸１
２モル％、テレフタル酸８８モル％とエチレングリコー
ル１００モル％の重合で得られた白色ポリエステル樹脂
フィルム（ＩＶ値０．５６、厚さ２０μｍ）を２５０℃
で積層した。得られたポリエステル樹脂被覆鋼板に実施
例１と同様な条件で成形加工を施した。

【００２０】比較例３ 実施例１に示したＴＦＳの片面に実施例５と同じ組成の
ポリエステル樹脂フィルム（ＩＶ値０．４８、厚さ２５
μｍ）を、他の片面に実施例５と同じ白色ポリエステル
樹脂フィルムを２５０℃で積層した。得られたポリエス
テル樹脂被覆鋼板に実施例１と同様な条件で成形加工を
施した。

【００２１】実施例１〜５および比較例１〜３で得られ
たポリエステル被覆鋼板およびアルミ板に薄肉化深絞り
加工を施し、得られた薄肉化深絞り缶の特性を次に示す
方法で評価した。その結果を表１および表２に示した。 （１）缶内面の耐デンティング性 得られた薄肉化深絞り缶の缶胴部の底部より缶の高さ方
向に１０ｍｍの位置およびネッッキング加工部より缶底
方向に１０ｍｍの位置に、それぞれ円周方向４ヵ所の位
置に缶外面より直径１／２インチ、１ｋｇの鋼球を高さ
５０ｍｍより落下させ、内面の凸部に３％食塩水を含浸
させたスポンジをあて、缶体に６．５Ｖの直流電圧を印
加し、流れる電流を測定し、それぞれの位置における電
流の平均値で耐デンティング性（積層されたポリエステ
ル樹脂の耐衝撃加工性）を評価した。 （２）熱水処理後の缶内面の耐デンティング性得られた
薄肉化深絞り缶をレトルト釜に入れ、１３０℃の水蒸気
で１時間熱水処理を施した後、（１）に示した方法で熱
水処理後の缶内面胴部の耐デンティング性を評価した。 （３）缶内面の耐食性 （１）に示した方法で缶胴部にデントを与えた缶に、炭
酸飲料（商品名：コカコーラ）を充填し、３７℃で３ヶ
月貯蔵後、溶出鉄量あるいはアルミ量を測定するととも
に、缶胴内面の凸部における腐食状況を肉眼で観察した
。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄肉化深
絞り缶用ポリエステル樹脂被覆金属板は加工性および加
工耐食性，特に缶胴部の耐衝撃加工性（耐デンティング
性）に優れた材料であり、従来の缶体に比較し、種々の
利点をもつ薄肉化深絞り缶用に用いられるだけでなく、
絞り缶、缶蓋、イージーオープン可能な缶蓋、王冠、キ
ャップ類など容器用材料としても、広く適用できる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ＩＶ値が０．５０以上、０．７０以下
   である熱可塑性ポリエステル樹脂で被覆された耐デンテ
   ィング性に優れた薄肉化深絞り缶用樹脂被覆金属板。
2. 【請求項２】　　ポリエステル樹脂の一部あるいは全部
   が配向されていることを特徴とする請求項１記載の耐デ
   ンティング性に優れた薄肉化深絞り缶用樹脂被覆金属板
   。
3. 【請求項３】　　ポリエステル樹脂層と金属板の間に接
   着剤層を介在することを特徴とする請求項１および２記
   載の耐デンティング性に優れた薄肉化深絞り缶用樹脂被
   覆金属板。