JPS5882717A - ポリエステル樹脂フイルム被覆金属板の製造方法 - 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】 本発明は、結晶性飽和ポリエステル樹脂フィルム被覆金
属板の製造法に関し、詳しくは、金属板を用いて、金属
板を急速に加熱し、次いでフィルムをラミネートし、上
層に結晶性飽和ポリエステル樹脂層を有し、下Ｎ（基体
金属板と接触する面）に無定形ポリエステル樹脂層の二
層構造とした。

極めて高い生産性をもつ結晶性飽和ポリエステル樹脂フ
ィルム被覆金属板の製造法に関するものである。

従来から、金属表面に樹脂フィルムを連続的に被覆する
方法として、金属表面に接着剤を塗布し長い距離的容量
をもつオーブンで加熱（約２００℃程度に）し、樹脂フ
ィルムをラミネートして、冷却し、あるいは更に後加熱
処理を施して冷却する形態が一般的にとられてきた。し
かしながら、このような方法は、長いオーブンを設置す
るには。

設備的な問題から限度があり、そのため生産性が極めて
低く　（速度：　２０〜３０　ｍ／ｍ１ｎ）　、生産コ
ストも高く性能も十分でないものであった。

この原因は、接着剤の硬化に時間を要すること、および
フィルムをラミネートし次いで行う金属板の後加熱に長
時間を要することにより接着剤やフィルムの熱履歴が太
き（、熱分解が生じやす（、性能が低下するなどの問題
があった。

−フｊ、結晶性飽和ポリエステルフィルムに接着剤を被
覆したフィルムを使用する方法もあるが、この方法によ
ると、接着性フィルムを作製するために、製造工程が複
雑になり、経済性の点から問題があった。

次に、樹脂フィルム被覆金属板の用途面からの要求の経
緯をみると、内外装建材、電気部品、及び収納ケース用
材、車両内装材、家具及び家庭用品材等が主体であった
が、最近、容器類、特に缶用材料としての使用の可能性
がでてきた。すなわち缶用材料は従来ぶりきが主体であ
ったが、錫の涸渇高騰化もさることながら、缶内容物の
変遷からぶりきを使用した缶に対しても内面塗装して用
いる傾向が強くなり、他方では飲料缶の需要急増から電
解クロム酸処理鋼板（Ｔｉｎ　Ｆｒｅｅ　５ｔｅｅ＋　
−・・・・・以下ＴＦ８という）の使用が増大して可成
りの成果を納めており、前述のぶりきとの対比から、Ｔ
ＦＳの缶用材料としての評価が高くなってきた。

しかしながら、ＴＦＳの特性（主として耐食性）の面で
未だぶりきに及ばない点もあり、塗装によってカバーす
る方向がとられてきたが、塗装による耐食性向上にも限
度がある。

一方、コスト低下を目的とし塗装方法の改善の試み（塗
装のコイル状プレコート化）がなされたが、塗料の限定
（速硬化性塗料）、高額な設備費（シート塗装の４〜５
倍以上を要する）、低い生産性などの理由ではとんど実
用化されていないのが実情である。

本発明は、このような観点から、缶用材料としての有用
性に着目するとともに、一般用途に対しても耐食性、美
観性２機械的特性を備えた結晶性飽和ポリエステル樹脂
フィルムに着目し、その樹脂フィルム被覆金属板を提供
することを目的としたものであって、次のような特徴と
効果を有するものである。

すなわち、基体金属板の加熱処理のもとに、結晶性飽和
ポリエステル樹脂フィルムを金属表面に被覆するフィル
ム被覆金属板の製造法において、帯状基体金属板にフィ
ルムをラミネートする際に、該金属板を結晶性飽和ポリ
エステル樹脂フィルムの融点あるいはそれ以上の温度に
なるように加熱し、その片面あるいは両面に該樹脂フィ
ルムを連続的かつ高速で接着させ、フィルムの上層に結
晶性飽和ポリエステル樹脂の状態を維持させながら下層
すなわち金属板に接触する接着面が無定形の状態となる
ような二層構造としたことを特徴とするものである。

本発明の方法は、フィルムをラミネートしたあと長い高
価な加熱炉設備の必要もない。また、結晶性飽和ポリエ
ステル樹脂フィルムに接着剤を介して被覆することもな
鳴、容易に該金属板にうＣネートすることができる。

本発明の方法によって得られた樹脂フィルム被覆金属板
は、缶用材料として極めて有効であることは勿論、一般
用途に対しても、安価、美観性。

高耐食性２機械的特性の優れた素材として広く用いるこ
とができる。

以下１本発明の内容について詳しく説明する。

まず、本発明の方法に用いる結晶性飽和ポリエステルは
、結晶化度が２５％以上であることが必要で、２５粥以
下では耐食性が劣り好ましくない。

Ｍ結晶性飽和ポリエステルは、次に示す飽和多価カルボ
ン酸と飽和多価アルコールの合成によって得られる。

飽和多価カルボン酸：フタル酸、イソフタル酸。

テレフタル酸、コハク酸、アゼライン酸、アジピン酸、
セバシン酸、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。

飽和多価アルコール：エチレングリコール、１．４ブタ
ンジオール、１．５ベンタンジオール、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９．ジエチレングリコール。

ポリエチレングリコール、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ツ
ール、トリメチロールプロパン、ペンタ　エ　リ　ス　
リ　　ト　−　ル　。

なお、ここで言う結晶化度とは、一般に用いられている
Ｘ線回折法により測定した値である。

また上記フィルムに必要に応じて、安定剤、顔料、帯電
防止剤や防錆剤の様な添加剤を混入させてもかまわない
。

次に、本発明の方法に用いる基体金属板としては帯状の
軟鋼板（箔を含む）、アルミ板（箔を含む）または該金
属板の表面に次のいずれかの表面処理、すなわち （ａ）；　Ｓｎ、Ｚｎ、ｈｅ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｃｒまたは
Ｃｕのめつき （ｂ）；上記（ａ）に示す金属の２種以上の複層めっき
（Ｃ）；上記（ａ）に示す金属の１種以上を含む合金の
めつき （ｄ）；上１ｄ（ａ）に示す金属の１種以上を主成分と
する複合めっき を施した表面処理鋼板等があげられる。

また、上記の基体金属板にクロム酸塩処理あるいはリン
酸塩処理を施したものでも使用できる。

金属板の加熱温度は結晶性飽和ポリエステル樹脂１ フィルムの融点（Ｔｍ）からＴｍ　＋　１６０　℃まで
にすることが好ましい。

なお、ここで言う融点（Ｔｍ　）は示差熱分析によって
吸熱ピークから求められるものである。樹脂が２種以上
の混合物からなり、吸熱ピークが２つ以上ある場合は、
該樹脂の主成分に起因する吸熱ピークをもって、Ｔｍと
する。

金属板の加熱温度が融点（Ｔｍ）以下だと樹脂フィルム
の密着性が劣り、Ｔｍ＋１６０℃以上だと、樹脂フィル
ムの熱劣化が著しく、また結晶構造の保持が困難となる
。

さらに、加熱時間は６０秒以下であり好ましくは１０秒
以下が好ましい。６０秒以上になると結晶性飽和ポリエ
ステル樹脂フィルムは全て無定形の状態とな゛リフイル
ム被覆鋼板の耐食性を著しく低下させるので好ましくな
い。

結晶性飽和ポリエステル樹脂フィルムを接着剤として使
用するものに特公昭４９−３４１８０がある。

この方法は結晶性飽和ポリエステルを殆んど全て無定形
のポリエステルに変化させ、接着剤として金属板と金属
板を貼り合わせるものである。

本願の発明のように上層に結晶性ポリエステル樹脂であ
れば、耐食性及び機械特性にすく゛れており、下層が無
定形ポリエステル樹脂であれば金属板との密着性がす鳴
゛れている。また上述のように２層構造を有しておれば
耐食性、密着性２機械特性のすべてにすく１れたフィル
ム被覆鋼板が得られる。

前述したように、結晶性飽和ポリエステル樹脂フィルム
を用いて、２層構造としたフィルム被覆鋼板を得るため
には、結晶性飽和ポリエステル樹脂は加熱条件によって
無定形に変化することから前述の加熱条件は特に重要で
あり、好ましくは無定形ポリエステルの層はできるだけ
薄（することが望まれる。なおここで言う無定形ポリエ
ステルとは結晶化度が２０％以下のポリエステルを示す
。

フィルムの厚みは特に制限されないが、５〜１００μｍ
が一般的であり、そのなかで加熱によって結晶化度が２
０％以下の無定形ポリエステルに変質させるものは全厚
みの４０％以下及び２０Ｉ１ｍ以下に抑えることが望ま
しい。４０％以上又は２０μｍ以上になると１００℃以
上の蒸気中にさらすような耐食性試験において、白化現
象が著しく、特性が悪４なる傾向がみられる。また、無
定形ポリエステル樹脂層は１００％無定形である必要は
ないが、該層の結晶化度は２０％以下にする必要がある
。

２０％以上になると密着性が低下するので好ましくない
。

また加熱方法としては、高速かつ連続に被覆金属板を得
るには、金属板を急速に加熱し、フィルムの接着条件に
対応する板温にする必要がある。

この急速加熱にはオーブン加熱、赤外線加熱、高周波加
熱、および抵抗加熱等があり、いずれの方法でもよいが
所定の板温まで金属板を加熱する必要がある。エネルギ
ー効率がよく、効果的な急速加熱法について検討した結
果、好ましくは抵抗加熱を用いた製造法が優れているこ
とが判明した。

また抵抗加熱による常温から適正温度までの昇温時間に
ついても特に限定しないが、好ましくは１〜２０秒であ
ることが望ましい。またフィルム被覆後、フィルムの特
性に応じ急冷することが好ましい。また冷却方法に関し
ては、水冷、液体窒素による冷却やその他の方法で行っ
てもよいが、好ましくは０〜９０℃の水浴中で１秒以内
にベースフィルムの融点以下にすることが望ましい。

以上のように餌記金属板、フィルムを用いて抵抗加熱に
より高速ラミネートされた被覆金属板は耐食性、接着性
に関しても、一般的な塗料あるいは結晶性飽和ポリエス
テル樹脂フィルムに接着剤を介して加熱法により製造し
たものに比し、一段と優れたものである。

以下に、実施例を示してその効果を説明する。

実施例１ 電解クロム酸処理を行い、軟鋼板の片面（フィルム被覆
面）に金属クロム（１００呼／ゴ）を下層に、クロム水
和酸化物（１５１Ｆ／ゴ、クロムとして）を上層に形成
させ、一方の片面に金属クロムのみ（１００呼／ｄ）を
形成させためっき板（板幅：１ｍ、板厚：０．２１１１
ｆ）に結晶性飽和ポリエステルフィルム（ＩＣＩ社製、
商品名：メリネツクスＳ、２０μｍ）を、以下の条件で
ラミネートを行い被覆金属板を得た。

作成条件 （１）　　加熱方式；抵抗加熱 （イ）　電圧（コンダクタ−ロール間）：１５０Ｖ（ロ
）　仮接着時の金属板の温度：２４０℃（ハ）　冷却直
前の金属板の温度：２８０℃に）　抵抗加熱による常温
から適正温度までの昇温時間＝６秒 （ホ）　ラミネート後冷却までの時間＝２秒（２）　　
ラミネート速度：　２００　ｍ／　ｒｒｌｉｌ上記の条
件で作成した被覆金属板を２０％延伸後１８０°刹離試
験（引接速度：　１００　ｗ／ｍ１ｎ）を行った結果、
フィルムが破断し、剥離不可能で接着性は良好であった
。またフィルム被覆面の耐食性試験として、被覆金属板
を深絞り（絞り比：２．０）Ｌ／て得た缶（内面：フィ
ルム被覆面）にＰＨ２，２に調整したクエン酸水溶液（
５０ｃｃ）を充填後、５５℃の雰囲気中に１力月放置し
た結果、内容物への鉄イオンの溶出量は０．１　ｐｐｍ
以下であった。なお、基体金属板面に接触する部分には
無定形ポリエステル層が約２μｍ形成され、その結晶化
度は５％であった。

また、オーブン加熱により、ラミネート後さらに２６０
℃で１分間加熱したものは、殆んどすべて無定形ポリエ
ステルに変質し、餌記と同様な鉄の溶出試験では１２　
ｐｐｍの鉄イオンが溶出した。

実施例２ Ｓｎめっき（２，８Ｆ／＃）シた金属板（板幅＝１ｍ。

板厚：０．１５ｆｆ）を赤外線加熱により加熱後、直ち
に結晶性飽和ポリエステルフィルム（東し製。

商品名ニルミラーＦ、５０μｍ）をラミネート後、急冷
し被覆金属板を得た。

作成条件 （１）　　加熱方式：赤外線加熱 （イ）　冷却直前の金属板の温度：３００℃（ロ）　ラ
ミネート後冷却までの時間：１０秒（２）　　ラミネー
ト速度：　１００　ｍ／ｍｉｎ上記の条件で作成した被
覆金属板を２０９６延伸後、１８０°！′ＩＩ離試験を
行った結果、フィルムが破断し、剥離不可能で接着性は
良好であった。またフィルム被覆面の耐食性試験として
、実施例１と同様にして得た缶にＰ　Ｈ２，２に調整し
たリン酸水溶液（５０ｃｃ）を充填後、５５℃の雰囲気
中に１ケ月放置した結果、内容物への鉄イオンの溶出量
は０．４２　ｐｐｍであった。さらにフィルム非被覆面
の耐食性試験としてＪＩＳＺ２３７１により塩水噴霧試
験を行った結果、１２ｈｒ後も赤錆の発生は認められな
かった。なお、基体金属板面に接触する部分には無定形
ポリエステル層が約１０μｍ形成され、その結晶化度は
１０％であった。

実施例３ 両面にＮｉめつき（４，５ｆ／ｄ）　Ｌ、た金属板（板
幅：１ｍ、板厚：０．３２１ｆｉ）に電解クロム酸処理
を行い片面（フィルム被覆面）に金属クロム（６，０ｑ
〜）を下層に、クロム水和酸化物（８ｑ／ｗｆ　、クロ
ムとして）を上層に形成させた金属板を用いて結晶性飽
和ポリエステルフィルム（ＩＣＩ社製。

商品名：メリネツクス３７７．２０μｍ）を以下の条件
でラミネートを行い被覆金属板を得た。

作成条件 （１）　　加熱方式：抵抗加熱 （イ）　電圧（コンダクタ−ロール間）：１１５Ｖ（０
）　　仮接着時の金属板の温度：２４０℃（ハ）　冷却
直前の金属板の温度：３２０℃（ニ）　　抵抗加熱によ
る常温から適正温度までの昇温時間：１２秒 （ホ）　ラミネート後冷却までの時間：１秒（２）　　
ラミネート速度：　１００　ｍ／ｍｉｎ上記の条件で作
成した被覆金属板を２０％延伸後、１８０°剥離試験（
引張速度：　１００５ＩＩＩ／ｍｉｎ　）を行った結果
、フィルムが破断し、剥離不可能で接着性は良好であっ
た。またフィルム被覆面の耐食性試験として、実施例１
と同様にして得た缶にＰ　Ｈ２，２に調整した酢酸水溶
液（５０ｃｃ）を充填後、５５℃の雰囲気中に１ケ月放
置した結果、内容物への鉄イオンの溶出量は０．１　ｐ
ｐｍ以下であった。

さらにフィルム非被覆面の耐食性試験として、Ｊ　１．
Ｓ　　Ｚ　２３７１により試験を行った結果、１５ｈｒ
後も赤錆の発生は認められなかった。

実施例４ 軟鋼板の両面にＺｎ、Ｎｉ合金めつき（Ｚｎ：１４呼β
、　Ｎｉ　：　１．２　ｆＡ／）　Ｌ／た金属板（板幅
＝１ｍ。

板厚：０．３２ｍ＋１）に電解クロム酸処理を行い片面
（フィルム被覆面）に金属クロム（３０■／ｌｔｆ　）
　を下層に、クロム水和酸化物（１０岬／ｄ　、クロム
として）を上層に形成させ一方の片面は金属クロム（６
０ｑ／ｌｌ　）を下層にクロム水和酸化物（５岬〜。

クロムとして）゛を上層に形成させた金属板を用いて、
結晶性飽和ポリエステルフィルム（蛮人製。

商品名：Ｗ３０３０．６０（μｍ）を以下の条件でラミ
ネート・を行い被覆金属板を得た。

作成条件 （１）　　加熱方式：抵抗加熱 （イ）　電圧（コンダクタ−ロール間）：１００Ｖ（ロ
）　仮接着時の金属板の温度＝１２０℃（ハ）　冷却直
前の金属板の温度：２５０℃（ニ）　　抵抗加熱による
常温から適正温度までの昇温時間＝１２秒 （ホ）　ラミネート後冷却までの時間：２０秒（２）　
　ラミネート速度：　１００　ｍ／ｍｉｎ上記の条件で
作成した被覆金属板を２０％延伸後１８００剥離試験（
引張速度：　１００　ｍ／ｍｉｎ　）を行った結果、フ
ィルムが破断し、剥離不可能で接着性は良好であった。

また缶成型時の缶外面の耐食性試験として、フィルム非
被覆面をＪＩＳ　　Ｚ２３７１により試験を行った結果
、２０ｈｒ後も赤錆の発生は認められなかった。

なお、基体金属板面に接触する部分には無定形ポリエス
テル層が約２０μ形成され、その結晶化度は２０％であ
った。

実施例５ クロメート処理（Ｃｒ：３ｑβ）した５０μｍの圧延鋼
箔を用いて、結晶性飽和ポリエステル（ＩＣ１社製、商
品名：メリネツクス０，２０μｍ）を以下の条件でラミ
ネートを行い被覆金属板を得た。

作成条件 （１）　　加熱方式：誘導加熱 （イ）　冷却直前の金属板の温度：２８０℃（０）　　
ラミネート後冷却までの時間：１０秒（２）　　ラミネ
ート速度：　２．０−ｍ／ｍｉｎ実施例１と同様な剥離
試験と耐食性試験を行った結果、実施例１と同様なすく
゛れた結果が得られたＯ 実施例６ クロメート処理（Ｃｒ：１岬β）した１００μｍのアル
ミニウム箔を用いて、結晶性飽和ポリエステル（東洋紡
製、、商品名：　Ｅ−５０００，５０μｍ）を以下の条
件でラミネートを行い被覆金属板を得た。

作成条件 （１）　　加熱方式：ガスオーブン加熱（イ）　冷却直
前の金属板の温度：２８０℃（ロ）　ラミネート後冷却
までの時間：５秒（２）　　ラミネート速度：　５０　
ｍ／ｍｉｎ実施例１と同様な密着性試験及び耐食性試験
を行った結果、実施例１と同様に密着性にすく゛れ、ま
たアルミニウムイオンの溶出量は０．５　ｐｐｍであっ
た。

実施例７ クロメート処理（Ｃｒ　：　３　Ｗ／１１１　）　シた
０、　２５１ｆｆの軟鋼板に実施例１と同様な方法で結
晶性飽和ポリエステルブイルム（東し製、商品名ニルミ
ラー８１０．２０μｍ）のラミネートを行い被覆金属板
を得た。

基体金属板面に接触する部分には無定形ポリエステル層
が約１μ形成され、その結晶化度は３％であった。また
、実施例１と同様な剥離試験及び鉄溶出試験を行ったと
ころ実施例１とはぼ同様なずく゛れた結果が得られた。

９０−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属板に結晶性飽和ポリエステル樹脂フィルムをラミネ
   ートする際に、金属板の板温を該樹脂の融点（Ｔｍ）〜
   Ｔｍ＋１６０℃になるように加熱し、前記フィルムをラ
   ミネート後、６０秒以内で冷却し、上層に結晶性飽和ポ
   リエステル樹脂、下履に結晶化度り〜２０％の無定形ポ
   リエステル樹脂の二層構造とし、該無定形ポリエステル
   樹脂層の厚みは、全ポリエステル樹脂層の４０％以下で
   、２０μｍ以下であることを特徴とするポリエステル樹
   脂フィルム被覆金属板の製造方法。