WO2014069082A1 - 絞りしごき缶用樹脂被覆金属板、絞りしごき缶および絞りしごき缶の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a resin-coated metal plate for a squeezed iron can, a squeezed iron can, and a method for producing a squeezed iron can.
- a metal can container for beverages generally, as a side seamless can (seamless can), a metal plate such as an aluminum plate or a tin plate is subjected to drawing using a drawing die and a punch, Molded into a cup shape consisting of a seamless body and a bottom part integrally connected to the body without any joints, and then subjected to ironing using a squeezing punch and a die, A squeezed and ironed can (DI can) having a thinned portion is known.
- DI can squeezed and ironed can
- a squeezed iron can, one obtained by using a resin-coated metal plate in which a metal plate is coated with a resin is known.
- squeezing and ironing of a metal plate not coated with resin uses a liquid coolant to reduce the friction between the metal plate and the jig.
- wax or the like is applied as a lubricant and squeezed and ironed in a dry state.
- the resin-coated metal plate is advantageous in that it contributes to reducing the environmental load because it can be drawn and ironed by a dry forming method that does not use a coolant.
- Patent Document 1 discloses a coated metal plate that has been studied for the amount of coating on the surface of the metal plate, plating conditions, coating strength, and the like in order to satisfactorily perform the ironing process under such dry conditions. It is disclosed.
- the coated metal plate described in Patent Document 1 uses aluminum that easily exhibits glitter as the metal plate, but the appearance of the container body after processing has glitter. From the standpoint of making it, the coating film material on the surface of the metal plate is not selected, so that the glitter is not always sufficient.
- the inventors of the present invention have a storage elastic modulus of 500 MPa or less and a temperature of 90 to 150 ° C. in the temperature range of 90 to 150 ° C. on the outer surface of the metal plate. In the range, it has been found that the above object can be achieved by forming a resin layer made of a resin having a breaking elongation of 100% or more, and the present invention has been completed.
- a resin-coated metal plate for a squeezed iron can that is made into a can body by squeezing and ironing, wherein the resin layer is provided on a surface that becomes a can outer surface of the metal plate, and the resin layer is 90
- a drawn iron can characterized by being composed of a resin having a storage elastic modulus of 500 MPa or less in a temperature range of ⁇ 150 ° C. and a breaking elongation of 100% or more in a temperature range of 90 to 150 ° C.
- a resin-coated metal plate is provided.
- the thickness of the resin layer is preferably 0.02 to 2 ⁇ m.
- a drawn iron can obtained by drawing and ironing the above resin-coated metal plate for a drawn iron can.
- a method for producing a squeezed and ironed can wherein the storage elastic modulus is 500 MPa or less in a temperature range of 90 to 150 ° C. on the outer surface of the can on the metal plate, and 90 to In a temperature range of 150 ° C., a step of forming a resin layer composed of a resin having a breaking elongation of 100% or more and a thickness of 0.02 to 2 ⁇ m, and a metal plate on which the resin layer is formed after processing
- a method of manufacturing a drawn and ironed can comprising a step of drawing into a can body by drawing and ironing so that the regular reflectance of the body portion of the can body is 15% or more.
- a resin-coated metal plate for a squeezed iron can that can provide a squeezed iron can excellent in formability in the squeezing ironing process under dry conditions and excellent in external tourism brightness, and the resin-coated metal for the squeezed iron can It is possible to provide a squeezed iron can obtained by using a plate and having excellent outer tourism luster.
- FIG. 1 is a graph showing the relationship between the temperature of the resin used in Examples and Comparative Examples and the storage elastic modulus.
- FIG. 2 is a graph showing the relationship between the temperature of the resin used in Examples and Comparative Examples and the elongation at break.
- the resin-coated metal plate for a squeezed iron can is a resin-coated metal plate for a squeezed iron can that is made into a can body by squeezing and ironing, and is provided with a resin layer on the surface that becomes the outer surface of the metal plate,
- the resin layer is made of a resin having a storage elastic modulus of 500 MPa or less in a temperature range of 90 to 150 ° C. and a breaking elongation of 100% or more in a temperature range of 90 to 150 ° C.
- the metal plate to be the substrate is not particularly limited, and plates made of various metals can be used, but an aluminum plate is usually used because it is suitable for use as a metal can container for beverages.
- the aluminum plate is not particularly limited, but an aluminum plate having a plate thickness in the range of 0.1 to 0.5 mm is preferably used from the viewpoint that drawing and ironing can be appropriately performed.
- the arithmetic average roughness Ra of the surface which becomes an outer surface of a can is 0 from the point that the outer tourism brightness of the drawn iron can obtained by carrying out a drawing ironing process can be improved.
- 0.6 ⁇ m or less is preferable, 0.5 ⁇ m or less is more preferable, and 0.4 ⁇ m or less is more preferable. If the arithmetic average roughness Ra of the surface of the can outer surface is too large, the portion that forms the valley portion of the resin layer formed on the surface of the aluminum plate can be entrained during the ironing process. As a result, the surface smoothness of the outer surface of the resulting squeezed iron can decreases, and as a result, it may be inferior in external tourism brightness.
- the resin-coated metal plate for a drawn and ironed can according to the present invention includes a resin layer (hereinafter referred to as an “outer surface resin layer”) on the surface that becomes the outer surface of the metal plate.
- the outer surface resin layer formed on the outer surface of the can of the metal plate has a storage elastic modulus of 500 MPa or less in a temperature range of 90 to 150 ° C. and breaks in a temperature range of 90 to 150 ° C. It is formed of a resin having an elongation of 100% or more, and has the greatest feature in this respect.
- the outer surface resin layer is formed of a resin whose storage elastic modulus and elongation at break are the above predetermined values in a temperature range of 90 to 150 ° C., thereby squeezing under dry conditions. It is possible to improve the outer tourism brightness of the obtained drawn and ironed can while making the moldability in processing excellent.
- the reason for this is not necessarily clear, for example, the occurrence of scratches can be prevented by increasing the covering ratio of the base substrate with the outer resin layer, and as a result, the irregular reflection of the base substrate is suppressed. It is thought that it is due to being done.
- the resin constituting the outer resin layer is not particularly limited as long as the storage elastic modulus is 500 MPa or less in the temperature range of 90 to 150 ° C., but the storage elastic modulus is 450 MPa or less in the temperature range. More preferably, the pressure is 400 MPa or less.
- the storage elastic modulus of the resin constituting the outer resin layer can be determined by, for example, producing a resin film made only of the resin constituting the outer resin layer and operating the resin film in a temperature range including a temperature range of 90 to 150 ° C. It can be measured by performing a dynamic viscoelasticity measurement. Specifically, as a result of the dynamic viscoelasticity measurement, the minimum value of the storage elastic modulus in the temperature range of 90 to 150 ° C. was obtained, and this minimum value was obtained as the storage elastic modulus in the temperature range of 90 to 150 ° C. It can be.
- the resin constituting the outer resin layer in the temperature range of 90 to 150 ° C., depending on the temperature range, even in the case where the storage elastic modulus exceeds 500 MPa, A resin having a minimum storage elastic modulus of 500 MPa or less may be used.
- the resin constituting the outer resin layer may be one having a breaking elongation of 100% or more in the temperature range of 90 to 150 ° C., but the breaking elongation is 110% or more in the temperature range. More preferable are those that are 120% or more.
- the breaking elongation of the resin constituting the outer resin layer can be determined, for example, by preparing a resin film made only of the resin constituting the outer resin layer, and in the temperature range including the temperature range of 90 to 150 ° C. for the produced resin film. It can be measured by performing a tensile test according to K7127. Specifically, as a result of the tensile test, the maximum value of the elongation at break in the temperature range of 90 to 150 ° C. is obtained, and this maximum value is defined as the elongation at break in the temperature range of 90 to 150 ° C. Can do.
- the resin constituting the outer resin layer is a temperature range of 90 to 150 ° C., even in the temperature range of 90 to 150 ° C., even if the elongation at break is less than 100% depending on the temperature range.
- a resin having a maximum elongation at break of 100% or more may be used.
- the resin constituting the outer resin layer are not particularly limited, but are polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate / isophthalate, polytetramethylene terephthalate, polyethylene / tetramethylene terephthalate, polytetramethylene terephthalate / isophthalate.
- Polyesters such as polytetramethylene / ethylene terephthalate, polyethylene / tetramethylene terephthalate / isophthalate, polyethylene / oxybenzoate or blends thereof; poly-p-xylylene glycol biscarbonate, poly-dioxydiphenyl-methane carbonate, Poly-dioxydiphenol 2,2-propane carbonate, poly-dioxydiphenyl 1,1-ethane carbonate, etc.
- poly- ⁇ -aminocaproic acid poly- ⁇ -aminoheptanoic acid, poly- ⁇ -aminocaprylic acid, poly- ⁇ -aminoperagoic acid, poly- ⁇ -aminodecanoic acid, poly- ⁇ -aminoundecanoic acid, poly- ⁇ -aminododecanoic acid, poly- ⁇ -aminotridecanoic acid, polyhexamethylene adipamide, polyhexamethylene sebamide, polyhexamethylene dodecane, polyhexamethylene tridecanide, polydecanamethylene adipamide, poly Decamethylene sebacamide, polydecamethylene dodecamide, polydecamethylene tridecamide, polydodecamethylene adipamide, polydodecamethylene sebacamide, polydodecamethylene dodecamide, polytridecamethylene adipamide, polytrideca Methylene sebacamide, polytridecamethylene dodecamide, polyd Polyamides such as cam
- the resin In the temperature range of 90 to 150 ° C., the resin may be modified as appropriate, or the molecular weight and glass transition temperature (Tg) may be adjusted, or if the resin is a thermosetting resin, the proportion of crosslinking points may be adjusted.
- the storage modulus and elongation at break may be appropriately controlled so as to be the predetermined values. For example, the lower the glass transition temperature (Tg), the lower the storage elastic modulus in the temperature range of 90 to 150 ° C., and the higher the elongation at break. The smaller the ratio, the lower the storage elastic modulus in the temperature range of 90 to 150 ° C. and the higher the elongation at break.
- resin which comprises an outer surface resin layer can be selected based on such a tendency.
- polyesters are preferable as the resin constituting the outer resin layer, and thermoplastic resins such as urethane-modified polyesters and thermosetting polyesters such as epoxy resins are particularly preferable.
- thermosetting polyester it is preferable to use a phenol resin together.
- the resin for forming the outer resin layer two or more kinds of resins may be blended and used, and in this case, a resin film obtained by blending two or more kinds of resins.
- the storage elastic modulus and elongation at break in the temperature range of 90 to 150 ° C. may be controlled to be the above predetermined values.
- the thickness of the outer resin layer is not particularly limited, but is preferably 0.02 to 2 ⁇ m, more preferably 0.05 to 1.8 ⁇ m, still more preferably 0.1 to 1.5 ⁇ m. If the thickness of the outer surface resin layer is too thin, the portion that is not covered with resin, that is, the exposed metal portion, becomes noticeable when drawing and ironing is performed, and the metal exposed portion and the die are rubbed during processing. A large amount of metal powder is generated, and due to the influence of the generated metal powder, the resin layer formed on the inner surface of the can, which will be described later, is severely damaged. As a result, the preservability of the contents stored in the can may be deteriorated. There is. On the other hand, when the thickness of the outer surface resin layer is too thick, the gloss of the metal plate serving as a base is blocked, and there is a possibility that the outer tourism luster is inferior.
- the method for forming the outer surface resin layer is not particularly limited, but from the point that the adhesion between the metal plate and the outer surface resin layer can be increased, and the outer surface resin layer can be uniformly and easily formed.
- a method of applying a paint using a resin-containing paint and drying it as necessary is preferred. Therefore, the resin that forms the outer resin layer is preferably a resin that can be made into a paint by melting or dissolving in an organic solvent and that can form a coating film.
- a coating method of a coating material conventionally well-known methods, such as roll coaters, such as a gravure coater, and spray coating, can be used, for example.
- the resin-coated metal plate for a squeezed iron can according to the present invention has another resin layer (hereinafter referred to as “inner surface resin”) on the surface opposite to the surface on which the outer resin layer is formed, that is, the inner surface of the metal plate. It may be configured to further include a “layer”. In particular, by forming the inner surface resin layer, it is possible to improve the corrosion resistance on the inner surface of the resulting squeezed and ironed can, thereby increasing the storage stability of the contents.
- the resin constituting the inner surface resin layer is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the use (type of contents, etc.) of the obtained squeezed iron can.
- the thickness of the inner surface resin layer is not particularly limited, but is preferably 1 to 40 ⁇ m, and more preferably 5 to 30 ⁇ m. If the thickness of the inner surface resin layer is less than 1 ⁇ m, it will be difficult to obtain the effect of improving the storage stability of the contents. On the other hand, if the thickness exceeds 40 ⁇ m, the effect of improving the storage stability of the contents will not change. It is not preferable because it is only inferior to.
- the resin-coated metal plate for squeezing and ironing cans of the present invention forms an outer resin layer on the outer surface of the metal plate, and if necessary, forms an inner resin layer on the inner surface of the metal plate. Can be manufactured.
- the outer resin layer can be formed by applying the paint using a resin containing a resin that will form the outer resin layer and drying it as necessary.
- the inner surface resin layer may be formed using a paint containing a resin that forms the inner surface resin layer, or the resin that forms the inner surface resin layer, like the outer surface resin layer. You may form by the method of laminating a film.
- a surface treatment layer may be formed in advance on the metal plate serving as the base material from the viewpoint of improving adhesion and corrosion resistance.
- Surface treatment includes immersion treatment in an aqueous solution of dichromate or electrolytic treatment to form a hydrated chromium oxide film on the metal plate, and electrolytic treatment in an aqueous solution of chromic anhydride on the metal plate.
- a method of forming a two-layer film composed of chromium metal and chromium hydrated oxide, a method of forming a thin layer of an organic resin such as polyacrylic acid or epoxy resin on a metal plate, and a silane coupling treatment on the metal plate There are methods to apply. These surface treatments can be performed by a conventionally known method.
- the drawn iron can of the present invention can be produced by drawing and ironing the above-described resin-coated metal plate for a drawn iron can according to the present invention.
- the specific method for producing the squeezed iron can of the present invention is as follows. That is, first, a blank having a predetermined shape is punched from the resin-coated metal plate for a squeezed iron can according to the present invention, and the punched blank is drawn into a cup-shaped body using one or more stages of drawing dies. Next, using a single-stage or multi-stage ironing die, the clearance portion between the ironing die and the punch set to be smaller than the thickness of the body of the cup-like body obtained by drawing was obtained by drawing. The body of the cup-shaped body is forced in, and ironing is performed to increase the body height while thinning the body. In this way, a drawn and ironed can (DI can) having a relatively small can diameter, a high can barrel height, and a thin barrel portion can be formed.
- DI can drawn and ironed can
- the drawn iron can of the present invention thus obtained is obtained by drawing and ironing the above-mentioned resin-coated metal plate for the drawn iron can of the present invention, and the drawn iron can of the present invention.
- the resin-coated metal plate for use has a storage elastic modulus and elongation at break in a temperature range of 90 to 150 ° C., which are controlled within a specific range.
- liquid coolant it is possible to form a squeezed iron can with good moldability even when molding under dry conditions without using coolant.
- the squeezing and ironing can of the present invention has excellent outer tourism luster.
- the squeezed iron can of the present invention has a specular reflectance of the body portion of preferably 15% or more, more preferably 20% or more, and further preferably 25% or more, and is excellent in external tourism brightness.
- a specular reflectance of the body portion of preferably 15% or more, more preferably 20% or more, and further preferably 25% or more, and is excellent in external tourism brightness.
- the storage elastic modulus of the resin for forming the outer surface resin layer used in each example and comparative example was measured according to the following method. That is, first, a paint in which the resin for forming the outer surface resin layer used in each Example and Comparative Example was dissolved was applied onto an aluminum foil so that the thickness after drying was 10 ⁇ m, and drying was performed according to each resin. A resin film was formed on the aluminum foil by drying / curing according to temperature and curing conditions.
- FIG. 1 is a graph showing the relationship between the temperature of the resin used in Examples 1 to 5, Reference Example 1, and Comparative Example 1 and the storage elastic modulus.
- the resin used in Examples 1 and 2 was less than 90 ° C. and less than 10 MPa, which was close to the detection lower limit, and the storage elastic modulus was measured in the temperature range of 90 to 150 ° C.
- the storage elastic modulus usually tends to decrease as the temperature rises. Therefore, the storage elastic modulus in the temperature range of 90 to 150 ° C. can be predicted to be less than 10 MPa.
- the storage elastic modulus in the temperature range of 90 to 150 ° C. was less than 10 MPa.
- the breaking strength of the resin for forming the outer resin layer used in each example and comparative example was measured according to the following method. That is, for the measurement sample obtained in the same manner as the evaluation of the storage elastic modulus, using a tensile test apparatus (“TENSILON RTC-1210A”, manufactured by Orientec Co., Ltd.), in accordance with JIS K7127, the test speed: The elongation at break at each measurement temperature was measured by conducting a tensile test under the conditions of 200 mm / min, distance between marked lines: 20 mm, measurement temperature: 50 ° C., 75 ° C., 100 ° C., 120 ° C.
- the breaking elongation at a measurement temperature of 100 ° C. was defined as the breaking elongation in a temperature range of 90 to 150 ° C.
- FIG. 2 is a graph showing the relationship between the temperature of the resin used in Examples 1 to 5, Reference Example 1, and Comparative Example 1 and the elongation at break.
- the elongation at break in the temperature range of 90 to 150 ° C. is 90 to 150 ° C. from the measurement results of the resins used in Examples 3 to 5, Reference Example 1 and Comparative Example 1. Even when the breaking elongation at the measurement temperature of 100 ° C.
- the breaking elongation of As can also be seen from FIG. 2, the resins used in Examples 1 and 2 are less than 90 ° C. and the breaking strength exceeds 300%. Usually, the breaking strength increases with increasing temperature. Therefore, it was judged that it was not necessary to perform the measurement at a higher temperature, and the breaking strength in the temperature range of 90 to 150 ° C. was set to exceed 300%.
- the obtained squeezed iron can was cut from the bottom of the can in the height direction at a position of 60 mm in a 20 mm width in the circumferential direction, and the cut out 20 mm wide trunk was divided into eight equal parts.
- the sample was cut in the can height direction to obtain a measurement sample.
- the total reflectance and the central part of each measurement sample were measured using a spectrocolorimeter (model “CM-3500”, manufactured by Konica Minolta).
- Measure diffuse reflectance calculate regular reflectance according to the following formula, and calculate the average value of regular reflectance of each measurement sample (total 8) obtained by rounding off to the nearest decimal place.
- the partial regular reflectance was used.
- Regular reflectance (%) Total reflectance (%)-Diffuse reflectance (%) In the present embodiment, the case where the body regular reflectance is 15% or more is considered good.
- Example 1 An aluminum plate (plate thickness: 0.28 mm, 3104 alloy material) subjected to phosphoric acid chromate treatment (Cr content: 16 mg / cm 2 ) on both sides was prepared.
- arithmetic mean roughness Ra of the surface used as the can outer surface of the aluminum plate which performed the phosphoric acid chromate process was 0.35 micrometer.
- the aluminum plate subjected to the phosphoric acid chromate treatment is heated to a plate temperature of 220 ° C., and an unstretched isophthalic acid / terephthalic acid copolymer polyester film (manufactured by Toyo Kohan Co., Ltd., melting point: 210 ° C., film thickness: 12 ⁇ m) was coated on the surface to be the inner surface of the can and cooled to form an inner surface resin layer.
- an urethane-modified thermoplastic polyester resin product name “Byron UR UR-2300”, manufactured by Toyobo Co., Ltd., glass transition temperature (Tg): 18 ° C.
- Tg glass transition temperature
- Molding temperature punch temperature just before molding: 45 ° C ⁇ Die temperature: 40 °C ⁇ Blank diameter: 142mm Aperture condition: first aperture ratio 1.56, second aperture ratio 1.38 ⁇ Drilling punch diameter: 66mm ⁇ Total ironing rate: 63% (side wall center) ⁇ Canning speed: 200cpm
- Example 2 As a resin material for forming an outer resin layer on the outer surface of the can, a thermoplastic unsaturated copolymer polyester resin (product name “Elitel UE3240”, manufactured by Unitika, glass transition temperature (Tg): 40 ° C.) 2 A resin-coated aluminum plate and a squeezed iron can were obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the butanone solution was used. The results are shown in Table 1.
- Example 3 As a resin material for forming the outer resin layer on the outer surface of the can, 2-butanone of a thermoplastic polyester resin (product name “Byron GK-640”, manufactured by Toyobo, glass transition temperature (Tg): 79 ° C.) Except that the solution was used, a resin-coated aluminum plate and a squeezed iron can were obtained in the same manner as in Example 1 and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.
- Example 4 As a resin material for forming the outer resin layer on the outer surface of the can, urethane-modified thermoplastic polyester resin (product name “Byron UR UR-4800”, manufactured by Toyobo Co., Ltd., glass transition temperature (Tg): 106 ° C.) Except that the 2-butanone solution was used, a resin-coated aluminum plate and a squeezed iron can were obtained in the same manner as in Example 1 and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.
- Example 5 A resin-coated aluminum plate and a squeezed iron can were obtained and evaluated in the same manner as in Example 4 except that the thickness of the outer resin layer formed on the outer surface of the can was 2 ⁇ m. The results are shown in Table 1.
- Example 6 As a resin material for forming the outer resin layer on the outer surface of the can, a 2-butanone solution of a mixture of thermosetting polyester resin and phenol is used, dried at 200 ° C. for 10 minutes, and thermoset. A resin-coated aluminum plate and a squeezed iron can were obtained in the same manner as in Example 1 except that the reaction was performed, and evaluation was performed in the same manner. The results are shown in Table 1.
- Example 1 A resin-coated aluminum plate and a squeezed iron can were obtained and evaluated in the same manner as in Example 4 except that the thickness of the outer resin layer formed on the outer surface of the can was 3 ⁇ m. The results are shown in Table 1.
- thermoplastic polyamideimide resin product name “Vilomax HR-11NN”, manufactured by Toyobo Co., Ltd., glass transition temperature (Tg): 300 ° C.
- Tg glass transition temperature
- “storage modulus” and “breaking elongation” mean storage modulus in the temperature range of 90 to 150 ° C. and breaking elongation in the temperature range of 90 to 150 ° C., respectively.
- the outer surface resin layer is made of a resin having a storage elastic modulus of 500 MPa or less in the temperature range of 90 to 150 ° C. and a breaking elongation of 100% or more in the temperature range of 90 to 150 ° C.
- the formed Examples 1 to 6 were all excellent in moldability in the drawing and ironing process, and the obtained drawing and ironing cans were all excellent in the trunk part reflectance. Further, in Reference Example 1 in which the thickness of the outer surface resin layer was 3 ⁇ m, the moldability in the drawing ironing process was excellent, but the result was slightly inferior in the trunk part reflectance.
- Comparative Example 1 in which the outer surface resin layer was formed using a resin having a breaking elongation of less than 100% in a temperature range of 90 to 150 ° C. was inferior in moldability in drawing ironing, and was formed on the body during molding. Cracking occurred and molding could not be performed.
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Abstract
絞りしごき成形により缶体とされる、絞りしごき缶用樹脂被覆金属板であって、金属板の缶外面となる面に樹脂層を備え、前記樹脂層が、90~150℃の温度範囲において、貯蔵弾性率が500MPa以下となり、かつ、90~150℃の温度範囲において、破断伸度が100%以上となる樹脂で構成されていることを特徴とする絞りしごき缶用樹脂被覆金属板を提供する。
Description
本発明は、絞りしごき缶用樹脂被覆金属板、絞りしごき缶および絞りしごき缶の製造方法に関する。
飲料用金属缶容器としては、一般的に、側面無継目缶(シームレス缶)として、アルミニウム板、ぶりき板等の金属板を、絞りダイスとポンチとを用いて絞り加工に付して、側面継目のない胴部と該胴部に継目なしに一体に接続された底部とから成るカップ形状に成形し、次いで、胴部に、しごきポンチとダイスとを用いてしごき加工を加えて、容器胴部を薄肉化した絞りしごき缶(DI缶)が知られている。
このような絞りしごき缶としては、金属板に樹脂を被覆した樹脂被覆金属板を用いて得られたものが知られている。ここで、樹脂被覆していない金属板の絞りしごき成形では液体のクーラントを使用して金属板と治具との摩擦を低減させているのに対し、このような樹脂被覆金属板を絞りしごき成形する際においては、ワックス等を潤滑剤として塗布し、ドライの状態で絞りしごき成形が行われている。特に、樹脂被覆金属板は、このようにクーラントを使用しないドライの成形方式により絞りしごき成形を行うことができることから、環境負荷の低減に資するという利点がある。
しかしその一方で、このようなドライ成形方式にて絞りしごき加工を行うためには、樹脂被覆金属板には、厳しい加工条件に耐えることが要求されている。これに対し、たとえば、特許文献1には、このようなドライ条件での絞しごき加工を良好に行うために、金属板表面の塗膜量、めっき条件、皮膜強度等を検討した塗装金属板が開示されている。
一方で、近年、飲料用金属缶容器においては、光輝性外観を有していることが強く求められている。このような状況に対し、上記特許文献1に記載された塗装金属板においては、金属板として光輝性を発現し易いアルミニウムを用いてはいるが、加工後の容器胴部外観が光輝性を有するものとするという観点より、金属板表面の塗膜材料を選択するものではないため、光輝性が必ずしも十分なものでなかった。
本発明の目的は、ドライ条件での絞りしごき加工における成形性に優れ、外観光輝性に優れた絞りしごき缶を与えることのできる絞りしごき缶用樹脂被覆金属板を提供することにある。また、本発明は、該絞りしごき缶用樹脂被覆金属板を用いて得られる絞りしごき缶およびその製造方法を提供することも目的とする。
本発明者等は、上記課題に対し鋭意研究した結果、金属板の缶外面となる面に、90~150℃の温度範囲において、貯蔵弾性率が500MPa以下となり、かつ、90~150℃の温度範囲において、破断伸度が100%以上となる樹脂からなる樹脂層を形成することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明によれば、絞りしごき成形により缶体とされる、絞りしごき缶用樹脂被覆金属板であって、金属板の缶外面となる面に樹脂層を備え、前記樹脂層が、90~150℃の温度範囲において、貯蔵弾性率が500MPa以下となり、かつ、90~150℃の温度範囲において、破断伸度が100%以上となる樹脂で構成されていることを特徴とする絞りしごき缶用樹脂被覆金属板が提供される。
本発明においては、前記樹脂層の厚みが、0.02~2μmであることが好ましい。
また、本発明によれば、上記の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板を絞り加工、およびしごき加工することにより得られる絞りしごき缶が提供される。
さらに、本発明によれば、絞りしごき缶の製造方法であって、金属板上の缶外面となる面に、90~150℃の温度範囲において、貯蔵弾性率が500MPa以下となり、かつ、90~150℃の温度範囲において、破断伸度が100%以上となる樹脂で構成され、厚みが0.02~2μmである樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層を形成した金属板について、加工後の缶体の胴部の正反射率が15%以上になるように、絞り加工、およびしごき加工をすることにより、缶体に加工する工程とを備える絞りしごき缶の製造方法が提供される。
本発明によれば、ドライ条件での絞りしごき加工における成形性に優れ、外観光輝性に優れた絞りしごき缶を与えることのできる絞りしごき缶用樹脂被覆金属板、該絞りしごき缶用樹脂被覆金属板を用いて得られ、外観光輝性に優れた絞りしごき缶を提供することができる。
本発明の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板は、絞りしごき成形により缶体とされる、絞りしごき缶用樹脂被覆金属板であって、金属板の缶外面となる面に樹脂層を備え、前記樹脂層が、90~150℃の温度範囲において、貯蔵弾性率が500MPa以下となり、かつ、90~150℃の温度範囲において、破断伸度が100%以上となる樹脂で構成されていることを特徴とする。
<金属板>
基体となる金属板としては、特に限定されず、種々の金属からなる板を用いることができるが、飲料用金属缶容器用途として好適であるという点より、通常、アルミニウム板が用いられる。アルミニウム板としては、特に限定されないが、絞りしごき加工を適切に行うことができるという点より、板厚が0.1~0.5mmの範囲にあるものが好ましく用いられる。
基体となる金属板としては、特に限定されず、種々の金属からなる板を用いることができるが、飲料用金属缶容器用途として好適であるという点より、通常、アルミニウム板が用いられる。アルミニウム板としては、特に限定されないが、絞りしごき加工を適切に行うことができるという点より、板厚が0.1~0.5mmの範囲にあるものが好ましく用いられる。
また、アルミニウム板としては、絞りしごき加工を行うことにより得られる絞りしごき缶の外観光輝性をより向上させることができるという点より、缶外面となる面の表面の算術平均粗さRaが、0.6μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.5μm以下、さらに好ましくは0.4μm以下である。缶外面となる面の表面の算術平均粗さRaが大きすぎると、しごき加工時に、アルミニウム板の缶外面となる面上に形成された樹脂層のうち、谷部を形成する部分が巻き込まれてしまい、得られる絞りしごき缶の外面の表面平滑性が低下してしまい、結果として、外観光輝性に劣るものとなるおそれがある。
なお、アルミニウム板としては、その表面にクロメート処理、燐酸クロメート処理、またジルコニウム処理を施したものを用いてもよい。
<外面樹脂層>
本発明の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板は、金属板の缶外面となる面に樹脂層(以下、「外面樹脂層」とする。)を備える。
本発明の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板は、金属板の缶外面となる面に樹脂層(以下、「外面樹脂層」とする。)を備える。
本発明においては、金属板の缶外面となる面に形成する外面樹脂層を、90~150℃の温度範囲において、貯蔵弾性率が500MPa以下となり、かつ、90~150℃の温度範囲において、破断伸度が100%以上となる樹脂で形成するものであり、この点に最大の特徴を有するものである。特に、本発明によれば、外面樹脂層を、90~150℃の温度範囲において、貯蔵弾性率および破断伸度が上記所定値となるような樹脂で形成することにより、ドライ条件での絞りしごき加工における成形性を優れたものとしながら、得られる絞りしごき缶の外観光輝性を向上させることが可能となる。なお、この理由としては必ずしも明らかではないが、たとえば、外面樹脂層による下地基材の被覆割合が増加することで、キズの発生を防止することができ、結果として、下地基材の乱反射が抑制されることによるものと考えられる。
なお、外面樹脂層を構成する樹脂は、90~150℃の温度範囲において、貯蔵弾性率が500MPa以下となるものであればよいが、該温度範囲において、貯蔵弾性率が450MPa以下となるものがより好ましく、400MPa以下となるものがさらに好ましい。
外面樹脂層を構成する樹脂の貯蔵弾性率は、たとえば、外面樹脂層を構成する樹脂のみからなる樹脂膜を作製し、作製した樹脂膜について、90~150℃の温度範囲を含む温度範囲において動的粘弾性測定を行うことにより測定することができる。具体的には、動的粘弾性測定を行った結果、90~150℃の温度範囲における、貯蔵弾性率の最小値を求め、この最小値を、90~150℃の温度範囲における、貯蔵弾性率とすることができる。すなわち、本発明においては、外面樹脂層を構成する樹脂としては、90~150℃の温度範囲において、温度域によっては、貯蔵弾性率が500MPaを超える場合でも、90~150℃の温度範囲における、貯蔵弾性率の最小値が500MPa以下となるような樹脂を用いればよい。
また、外面樹脂層を構成する樹脂は、90~150℃の温度範囲において、破断伸度が100%以上となるものであればよいが、該温度範囲において、破断伸度が110%以上となるものがより好ましく、120%以上となるものがさらに好ましい。
外面樹脂層を構成する樹脂の破断伸度は、たとえば、外面樹脂層を構成する樹脂のみからなる樹脂膜を作製し、作製した樹脂膜について、90~150℃の温度範囲を含む温度範囲においてJIS K7127に準拠して、引張試験を行うことにより測定することができる。具体的には、引張試験を行った結果、90~150℃の温度範囲における、破断伸度の最大値を求め、この最大値を、90~150℃の温度範囲における、破断伸度とすることができる。すなわち、本発明においては、外面樹脂層を構成する樹脂としては、90~150℃の温度範囲において、温度域によっては、破断伸度が100%未満となる場合でも、90~150℃の温度範囲における、破断伸度の最大値が100%以上となるような樹脂を用いればよい。
なお、このような外面樹脂層を構成する樹脂の具体例としては、特に限定されないが、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/イソフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリエチレン/テトラメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート/イソフタレート、ポリテトラメチレン/エチレンテレフタレート、ポリエチレン/テトラメチレンテレフタレート/イソフタレート、ポリエチレン/オキシベンゾエート或いはこれらのブレンド物等のポリエステル類;ポリ-p-キシリレングリコールビスカーボネート、ポリ-ジオキシジフェニル-メタンカーボネート、ポリ-ジオキシジフェノル2,2-プロパンカーボネート、ポリ-ジオキシジフェニル1,1-エタンカーボネート等のポリカーボネート類;ポリ-ω-アミノカプロン酸、ポリ-ω-アミノヘプタン酸、ポリ-ω-アミノカプリル酸、ポリ-ω-アミノペラゴイン酸、ポリ-ω-アミノデカン酸、ポリ-ω-アミノウンデカン酸、ポリ-ω-アミノドデカン酸、ポリ-ω-アミノトリデカン酸、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリヘキサメチレンセバカミド、ポリヘキサメチレンドデカミド、ポリヘキサメチレントリデカミド、ポリデカメチレンアジパミド、ポリデカメチレンセバカミド、ポリデカメチレンドデカミド、ポリデカメチレントリデカミド、ポリドデカメチレンアジパミド、ポリドデカメチレンセバカミド、ポリドデカメチレンドデカミド、ポリトリデカメチレンアジパミド、ポリトリデカメチレンセバカミド、ポリトリデカメチレンドデカミド、ポリドデカメチレンアゼラミド、ポリドリデカメチレンアゼラミド、或いはこれらのコポリアミド等のポリアミド類;ポリアミドイミド樹脂、アクリル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を挙げることができ、本発明においては、これらの樹脂を適宜変性させたり、あるいは、分子量やガラス転移温度(Tg)を調整したり、熱硬化性の樹脂であれば、架橋点の割合を調整することにより、90~150℃の温度範囲における、貯蔵弾性率および破断伸度が上記所定値となるように適宜制御すればよい。たとえば、ガラス転移温度(Tg)が低いほど、90~150℃の温度範囲における貯蔵弾性率は低くなり、破断伸度は高くなる傾向にあり、また、熱硬化性樹脂であれば、架橋点の割合が少ないほど、90~150℃の温度範囲における貯蔵弾性率は低くなり、破断伸度は高くなる傾向にある。さらに、分子中の繰り返し単位中の炭素鎖が長いほど、90~150℃の温度範囲における貯蔵弾性率は低くなり、破断伸度は高くなる傾向にある。そのため、本発明においては、このような傾向に基づいて、外面樹脂層を構成する樹脂を選択することができる。
上述した各樹脂のなかでも、外面樹脂層を構成する樹脂としては、ポリエステル類が好ましく、特に、ウレタン変性ポリエステルなどの熱可塑性ポリエステル、エポキシ樹脂などの熱硬化性ポリエステルが好ましい。なお、熱硬化性ポリエステルを用いる場合には、フェノール樹脂を併用することが好ましい。
また、外面樹脂層を形成するための樹脂とてしては、2種類以上の樹脂をブレンドして用いてもよく、この場合においては、2種類以上の樹脂をブレンドして得られた樹脂膜の、90~150℃の温度範囲における、貯蔵弾性率および破断伸度が上記所定値となるように制御すればよい。
なお、外面樹脂層の厚みは、特に限定されないが、好ましくは0.02~2μmであり、より好ましくは0.05~1.8μm、さらに好ましくは0.1~1.5μmである。外面樹脂層の厚みが薄すぎると、絞りしごき加工を行った際に、樹脂で覆われていない部分、すなわち金属露出部分の発生が顕著になり、加工中に、金属露出部分とダイスとのこすれによって金属粉が多量に発生し、発生した金属粉の影響により、後述する缶内面に形成する樹脂層の損傷が激しくなり、結果として、缶内に保存する内容物の保存性が劣る結果となるおそれがある。一方、外面樹脂層の厚みが厚すぎると、下地となる金属板の有する光沢が遮断されてしまい、外観光輝性に劣るものとなるおそれがある。
本発明において、外面樹脂層の形成方法としては、特に限定されないが、金属板と外面樹脂層との密着性を高めることできるという点、および外面樹脂層を均一かつ簡便に形成できるという点より、樹脂を含有する塗料を用いて、該塗料を塗工し、必要に応じて乾燥する方法が好ましい。そのため、外面樹脂層を形成する樹脂としても、溶融により、あるいは有機溶剤に溶解することにより塗料化が可能であり、塗膜を形成できるような樹脂が好ましい。なお、塗料の塗工方法としては、たとえば、グラビアコータ等のロールコータ、スプレー塗装等の従来公知の方法を用いることができる。
<内面樹脂層>
また、本発明の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板は、外面樹脂層が形成される面と反対側の面、すなわち、金属板の缶内面となる面に別の樹脂層(以下、「内面樹脂層」とする。)をさらに備えるような構成であってもよい。特に、内面樹脂層を形成することにより、得られる絞りしごき缶内面における耐食性を向上させることができ、これにより、内容物の保存安定性を高めることが可能となる。
また、本発明の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板は、外面樹脂層が形成される面と反対側の面、すなわち、金属板の缶内面となる面に別の樹脂層(以下、「内面樹脂層」とする。)をさらに備えるような構成であってもよい。特に、内面樹脂層を形成することにより、得られる絞りしごき缶内面における耐食性を向上させることができ、これにより、内容物の保存安定性を高めることが可能となる。
内面樹脂層を構成する樹脂としては、特に限定されず、得られる絞りしごき缶の用途(内容物の種類等)に応じて、適宜選択すればよい。
また、内面樹脂層の厚みは、特に限定されないが、好ましくは1~40μmであり、より好ましくは5~30μmである。内面樹脂層の厚みが1μm未満であると、内容物の保存安定性の向上効果が得難くなり、一方、40μmを超えても、内容物の保存安定性の向上効果は変わらないため、経済性に劣ってくるだけであるため好ましくない。
<絞りしごき缶用樹脂被覆金属板の製造方法>
本発明の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板は、金属板の外面となる面上に、外面樹脂層を形成し、必要に応じて、金属板の内面となる面上に、内面樹脂層を形成することにより製造することができる。
本発明の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板は、金属板の外面となる面上に、外面樹脂層を形成し、必要に応じて、金属板の内面となる面上に、内面樹脂層を形成することにより製造することができる。
外面樹脂層は、上述したように、外面樹脂層を形成することとなる樹脂を含有する塗料を用いて、該塗料を塗布し、必要に応じて乾燥することにより形成することができる。また、内面樹脂層は、外面樹脂層と同様に、内面樹脂層を形成することとなる樹脂を含有する塗料を用いて形成してもよいし、あるいは、内面樹脂層を形成することとなる樹脂フィルムをラミネートする方法により形成してもよい。
また、基材となる金属板には、密着性や耐食性を向上させる等の観点から、予め表面処理層を形成してもよい。表面処理としては、重クロム酸塩の水溶液中における浸漬処理、または電解処理により、金属板上にクロム水和酸化物皮膜を形成させる方法、無水クロム酸の水溶液中における電解処理により、金属板上に金属クロムとクロム水和酸化物からなる2層皮膜を形成させる方法、金属板上にポリアクリル酸やエポキシ樹脂等の有機樹脂の薄層を形成させる方法、金属板上にシランカップリング処理を施す方法等がある。これらの表面処理は従来公知の方法で行うことができる。
<絞りしごき缶の製造方法>
本発明の絞りしごき缶は、上述した本発明の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板を、絞り加工、およびしごき加工することにより製造することができる。
本発明の絞りしごき缶は、上述した本発明の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板を、絞り加工、およびしごき加工することにより製造することができる。
本発明の絞りしごき缶の具体的な製造方法は以下のとおりである。すなわち、まず、本発明の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板から、所定形状のブランクを打ち抜き、打ち抜いたブランクを1段または複数段の絞りダイスを用いて、カップ状体に絞り加工する。次いで、1段または複数段のしごきダイスを用い、絞り加工により得られたカップ状体の胴部の厚さよりも小さく設定したしごきダイスとパンチとの間のクリアランス部分に、絞り加工により得られたカップ状体の胴部を強制的に押し込んで、胴部を薄肉化しながら胴高さを高めるしごき加工を施す。そして、このようにして、比較的缶径が小さく、缶胴部高さが高く、かつ胴部の厚さが薄い絞りしごき缶(DI缶)を成形することができる。
このようにして得られる本発明の絞りしごき缶は、上述した本発明の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板を、絞り加工、およびしごき加工することにより得られるものであり、本発明の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板は、上述したように、90~150℃の温度範囲における貯蔵弾性率および破断伸度が特定の範囲に制御されており、これにより、成形性に優れるものであることから、液体のクーラントを使用する場合はもちろん、クーラントを使用することなく、ドライ条件下で成形を行った場合でも、成形性よく、絞りしごき缶を成形することができ、しかも、このようにして得られる本発明の絞りしごき缶は、外観光輝性に優れたものとなる。具体的には、本発明の絞りしごき缶は、胴部の正反射率が、好ましくは15%以上、より好ましくは20%以上、さらに好ましくは25%以上であり、外観光輝性に優れるものであり、特に、本発明においては、絞り加工およびしごき加工を行う際において、得られる絞りしごき缶の胴部の正反射率がこのような範囲となるように加工を行うことが望ましい。
以下に、実施例を挙げて、本発明についてより具体的に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
なお、各評価は、以下の方法にしたがって行った。
なお、各評価は、以下の方法にしたがって行った。
<外面樹脂層形成用の樹脂の貯蔵弾性率>
各実施例および比較例で用いた外面樹脂層形成用の樹脂の貯蔵弾性率は、以下の方法にしたがって、測定した。
すなわち、まず、各実施例および比較例で用いた外面樹脂層形成用の樹脂を溶解した塗料を、乾燥後の厚みが10μmとなるように、アルミニウム箔上に塗布し、各樹脂に応じた乾燥温度および硬化条件により乾燥/硬化を行うことで、アルミニウム箔上に樹脂膜を形成した。そして、樹脂膜を形成したアルミニウム箔を塩酸水溶液中に浸漬させてアルミニウム箔を溶解させることで、樹脂膜のみを取り出し、得られた樹脂膜を幅5mmのサイズに切り出し、これを測定用サンプルとした。
次いで、得られた測定用サンプルについて、動的粘弾性装置(「RHEOVIBRON DDV-01FP」、オリエンテック社製)を用いて、周波数:2.5Hz、変異振幅:8μm、静的荷重:2gf、昇温速度2℃/分、標線間距離:20mmの条件で、35~250℃の温度範囲において動的粘弾性測定を行うことで、35~250℃の温度範囲における貯蔵弾性率を測定した。そして、得られた結果から、90~150℃の温度範囲における、貯蔵弾性率の最小値を求め、この最小値を、90~150℃の温度範囲における、貯蔵弾性率とした。ここで、図1は、実施例1~5、参考例1、比較例1で用いた樹脂の温度と貯蔵弾性率との関係を示すグラフである。
図1からも確認できるように、実施例1,2で用いた樹脂は、90℃未満で、検出下限値に近い10MPa未満となってしまい、90~150℃の温度範囲において貯蔵弾性率の測定ができなかったが、通常、貯蔵弾性率は、温度上昇に伴って低下していく傾向にあり、そのため、90~150℃の温度範囲における、貯蔵弾性率は10MPa未満となると予測できるため、これら実施例1,2で用いた樹脂については、90~150℃の温度範囲における、貯蔵弾性率を10MPa未満とした。
各実施例および比較例で用いた外面樹脂層形成用の樹脂の貯蔵弾性率は、以下の方法にしたがって、測定した。
すなわち、まず、各実施例および比較例で用いた外面樹脂層形成用の樹脂を溶解した塗料を、乾燥後の厚みが10μmとなるように、アルミニウム箔上に塗布し、各樹脂に応じた乾燥温度および硬化条件により乾燥/硬化を行うことで、アルミニウム箔上に樹脂膜を形成した。そして、樹脂膜を形成したアルミニウム箔を塩酸水溶液中に浸漬させてアルミニウム箔を溶解させることで、樹脂膜のみを取り出し、得られた樹脂膜を幅5mmのサイズに切り出し、これを測定用サンプルとした。
次いで、得られた測定用サンプルについて、動的粘弾性装置(「RHEOVIBRON DDV-01FP」、オリエンテック社製)を用いて、周波数:2.5Hz、変異振幅:8μm、静的荷重:2gf、昇温速度2℃/分、標線間距離:20mmの条件で、35~250℃の温度範囲において動的粘弾性測定を行うことで、35~250℃の温度範囲における貯蔵弾性率を測定した。そして、得られた結果から、90~150℃の温度範囲における、貯蔵弾性率の最小値を求め、この最小値を、90~150℃の温度範囲における、貯蔵弾性率とした。ここで、図1は、実施例1~5、参考例1、比較例1で用いた樹脂の温度と貯蔵弾性率との関係を示すグラフである。
図1からも確認できるように、実施例1,2で用いた樹脂は、90℃未満で、検出下限値に近い10MPa未満となってしまい、90~150℃の温度範囲において貯蔵弾性率の測定ができなかったが、通常、貯蔵弾性率は、温度上昇に伴って低下していく傾向にあり、そのため、90~150℃の温度範囲における、貯蔵弾性率は10MPa未満となると予測できるため、これら実施例1,2で用いた樹脂については、90~150℃の温度範囲における、貯蔵弾性率を10MPa未満とした。
<外面樹脂層形成用の樹脂の破断強度>
各実施例および比較例で用いた外面樹脂層形成用の樹脂の破断強度は、以下の方法にしたがって、測定した。
すなわち、上記貯蔵弾性率の評価と同様にして得られた測定用サンプルについて、引張試験装置(「TENSILON RTC-1210A」、オリエンテック社製)を用いて、JIS K7127に準拠して、試験速度:200mm/分、標線間距離:20mm、測定温度:50℃、75℃、100℃、120℃の条件で、引張試験を行うことで、各測定温度における破断伸度を測定した。そして、本実施例においては、測定温度100℃における破断伸度を、90~150℃の温度範囲における、破断伸度とした。ここで、図2は、実施例1~5、参考例1、比較例1で用いた樹脂の温度と破断伸度との関係を示すグラフである。
なお、図2からも確認できるように、実施例3~5、参考例1、比較例1で用いた樹脂の測定結果より、90~150℃の温度範囲における破断伸度として、90~150℃の温度範囲における破断伸度の最大値に代えて、測定温度100℃における破断伸度を代表して用いた場合でも、破断伸度の傾向は変わらないため、本実施例では、測定温度100℃の破断伸度を用いて評価を行った。
また、図2からも確認できるように、実施例1,2で用いた樹脂は、90℃未満で、破断強度が300%を超えており、通常、破断強度は、温度上昇に伴って上昇していく傾向にあるため、さらに高い温度で測定を行う必要がないと判断し、90~150℃の温度範囲における、破断強度を300%超とした。
各実施例および比較例で用いた外面樹脂層形成用の樹脂の破断強度は、以下の方法にしたがって、測定した。
すなわち、上記貯蔵弾性率の評価と同様にして得られた測定用サンプルについて、引張試験装置(「TENSILON RTC-1210A」、オリエンテック社製)を用いて、JIS K7127に準拠して、試験速度:200mm/分、標線間距離:20mm、測定温度:50℃、75℃、100℃、120℃の条件で、引張試験を行うことで、各測定温度における破断伸度を測定した。そして、本実施例においては、測定温度100℃における破断伸度を、90~150℃の温度範囲における、破断伸度とした。ここで、図2は、実施例1~5、参考例1、比較例1で用いた樹脂の温度と破断伸度との関係を示すグラフである。
なお、図2からも確認できるように、実施例3~5、参考例1、比較例1で用いた樹脂の測定結果より、90~150℃の温度範囲における破断伸度として、90~150℃の温度範囲における破断伸度の最大値に代えて、測定温度100℃における破断伸度を代表して用いた場合でも、破断伸度の傾向は変わらないため、本実施例では、測定温度100℃の破断伸度を用いて評価を行った。
また、図2からも確認できるように、実施例1,2で用いた樹脂は、90℃未満で、破断強度が300%を超えており、通常、破断強度は、温度上昇に伴って上昇していく傾向にあるため、さらに高い温度で測定を行う必要がないと判断し、90~150℃の温度範囲における、破断強度を300%超とした。
<成形性>
各実施例および比較例において、絞り加工およびしごき加工を行うことにより、絞りしごき缶を成形した際に、成形を良好に行うことができたものを「良好」と評価し、一方、成形時に、胴部に割れが生じてしまい、成形できなかったものを「不良」と評価した。
各実施例および比較例において、絞り加工およびしごき加工を行うことにより、絞りしごき缶を成形した際に、成形を良好に行うことができたものを「良好」と評価し、一方、成形時に、胴部に割れが生じてしまい、成形できなかったものを「不良」と評価した。
<胴部正反射率>
各実施例および比較例において、得られた絞りしごき缶を、缶底から高さ方向に60mmの位置から20mm幅で円周方向に胴部を切り取り、切り取った20mm幅の胴部を8等分になるように缶高さ方向に切断することで、測定サンプルとした。そして、得られた8等分した測定サンプルのそれぞれに対し、各測定サンプルの中央部に対し、分光測色計(型式「CM-3500」、コニカミノルタ社製)を用いて、全反射率および拡散反射率を測定し、下記式にしたがって、正反射率を算出し、得られた各測定サンプル(合計8つ)の正反射率の平均値を小数点以下四捨五入することにより算出し、これを胴部正反射率とした。
正反射率(%)=全反射率(%)-拡散反射率(%)
本実施例では、胴部正反射率が15%以上のものを良好とした。
各実施例および比較例において、得られた絞りしごき缶を、缶底から高さ方向に60mmの位置から20mm幅で円周方向に胴部を切り取り、切り取った20mm幅の胴部を8等分になるように缶高さ方向に切断することで、測定サンプルとした。そして、得られた8等分した測定サンプルのそれぞれに対し、各測定サンプルの中央部に対し、分光測色計(型式「CM-3500」、コニカミノルタ社製)を用いて、全反射率および拡散反射率を測定し、下記式にしたがって、正反射率を算出し、得られた各測定サンプル(合計8つ)の正反射率の平均値を小数点以下四捨五入することにより算出し、これを胴部正反射率とした。
正反射率(%)=全反射率(%)-拡散反射率(%)
本実施例では、胴部正反射率が15%以上のものを良好とした。
<実施例1>
両面に燐酸クロメート処理(Cr量で16mg/cm2)を行ったアルミニウム板(板厚:0.28mm、3104合金材)を準備した。なお、燐酸クロメート処理を行ったアルミニウム板の缶外面となる面の表面の算術平均粗さRaは0.35μmであった。そして、燐酸クロメート処理を行ったアルミニウム板を220℃の板温まで加熱して、未延伸のイソフタル酸/テレフタル酸共重合ポリエステルフィルム(東洋鋼鈑社製、融点:210℃、膜厚:12μm)を缶内面となる面に被覆して、冷却することで内面樹脂層を形成した。次いで、内面樹脂層を形成したアルミニウム板の缶外面となる面に、ウレタン変性熱可塑性ポリエステル樹脂(製品名「バイロンUR UR-2300」、東洋紡社製、ガラス転移温度(Tg):18℃)の2-ブタノン溶液を、乾燥後の厚みが0.25μmとなるように塗工し、次いで、150℃で30秒間乾燥することにより、外面樹脂層を形成することで、樹脂被覆アルミニウム板を得た。
両面に燐酸クロメート処理(Cr量で16mg/cm2)を行ったアルミニウム板(板厚:0.28mm、3104合金材)を準備した。なお、燐酸クロメート処理を行ったアルミニウム板の缶外面となる面の表面の算術平均粗さRaは0.35μmであった。そして、燐酸クロメート処理を行ったアルミニウム板を220℃の板温まで加熱して、未延伸のイソフタル酸/テレフタル酸共重合ポリエステルフィルム(東洋鋼鈑社製、融点:210℃、膜厚:12μm)を缶内面となる面に被覆して、冷却することで内面樹脂層を形成した。次いで、内面樹脂層を形成したアルミニウム板の缶外面となる面に、ウレタン変性熱可塑性ポリエステル樹脂(製品名「バイロンUR UR-2300」、東洋紡社製、ガラス転移温度(Tg):18℃)の2-ブタノン溶液を、乾燥後の厚みが0.25μmとなるように塗工し、次いで、150℃で30秒間乾燥することにより、外面樹脂層を形成することで、樹脂被覆アルミニウム板を得た。
そして、得られた樹脂被覆アルミニウム板の両面にグラマーワックスを50mg/m2塗布し、次いで、缶内面が、未延伸のイソフタル酸/テレフタル酸共重合ポリエステルフィルムで被覆した面となるように、下記の成形条件にて、ドライ雰囲気で絞りしごき成形を行うことで、絞りしごき缶を得た。そして、上記した方法に従い、成形性および胴部正反射率の評価を行った。結果を表1に示す。
・成形温度:成形直前のポンチの温度:45℃
・ダイス温度:40℃
・ブランク径:142mm
・絞り条件:1回目の絞り比1.56、2回目の絞り比1.38
・しごきポンチ径:66mm
・総しごき率:63%(側壁中央部)
・製缶速度:200cpm
・成形温度:成形直前のポンチの温度:45℃
・ダイス温度:40℃
・ブランク径:142mm
・絞り条件:1回目の絞り比1.56、2回目の絞り比1.38
・しごきポンチ径:66mm
・総しごき率:63%(側壁中央部)
・製缶速度:200cpm
<実施例2>
缶外面となる面に外面樹脂層を形成するための樹脂材料として、熱可塑性不飽和共重合ポリエステル樹脂(製品名「エリーテル UE3240」、ユニチカ社製、ガラス転移温度(Tg):40℃)の2-ブタノン溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、樹脂被覆アルミニウム板、および絞りしごき缶を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
缶外面となる面に外面樹脂層を形成するための樹脂材料として、熱可塑性不飽和共重合ポリエステル樹脂(製品名「エリーテル UE3240」、ユニチカ社製、ガラス転移温度(Tg):40℃)の2-ブタノン溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、樹脂被覆アルミニウム板、および絞りしごき缶を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例3>
缶外面となる面に外面樹脂層を形成するための樹脂材料として、熱可塑性ポリエステル樹脂(製品名「バイロン GK-640」、東洋紡社製、ガラス転移温度(Tg):79℃)の2-ブタノン溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、樹脂被覆アルミニウム板、および絞りしごき缶を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
缶外面となる面に外面樹脂層を形成するための樹脂材料として、熱可塑性ポリエステル樹脂(製品名「バイロン GK-640」、東洋紡社製、ガラス転移温度(Tg):79℃)の2-ブタノン溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、樹脂被覆アルミニウム板、および絞りしごき缶を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例4>
缶外面となる面に外面樹脂層を形成するための樹脂材料として、ウレタン変性熱可塑性ポリエステル樹脂(製品名「バイロンUR UR-4800」、東洋紡社製、ガラス転移温度(Tg):106℃)の2-ブタノン溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、樹脂被覆アルミニウム板、および絞りしごき缶を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
缶外面となる面に外面樹脂層を形成するための樹脂材料として、ウレタン変性熱可塑性ポリエステル樹脂(製品名「バイロンUR UR-4800」、東洋紡社製、ガラス転移温度(Tg):106℃)の2-ブタノン溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、樹脂被覆アルミニウム板、および絞りしごき缶を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例5>
缶外面となる面に形成する外面樹脂層の厚みを2μmとした以外は、実施例4と同様にして、樹脂被覆アルミニウム板、および絞りしごき缶を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
缶外面となる面に形成する外面樹脂層の厚みを2μmとした以外は、実施例4と同様にして、樹脂被覆アルミニウム板、および絞りしごき缶を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
<実施例6>
缶外面となる面に外面樹脂層を形成するための樹脂材料として、熱硬化性ポリエステル樹脂とフェノールの混合物の2-ブタノン溶液を用いるとともに、200℃、10分の条件で乾燥し、かつ熱硬化反応を行った以外は、実施例1と同様にして、樹脂被覆アルミニウム板、および絞りしごき缶を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
缶外面となる面に外面樹脂層を形成するための樹脂材料として、熱硬化性ポリエステル樹脂とフェノールの混合物の2-ブタノン溶液を用いるとともに、200℃、10分の条件で乾燥し、かつ熱硬化反応を行った以外は、実施例1と同様にして、樹脂被覆アルミニウム板、および絞りしごき缶を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
<参考例1>
缶外面となる面に形成する外面樹脂層の厚みを3μmとした以外は、実施例4と同様にして、樹脂被覆アルミニウム板、および絞りしごき缶を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
缶外面となる面に形成する外面樹脂層の厚みを3μmとした以外は、実施例4と同様にして、樹脂被覆アルミニウム板、および絞りしごき缶を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
<比較例1>
缶外面となる面に外面樹脂層を形成するための樹脂材料として、熱可塑性ポリアミドイミド樹脂(製品名「バイロマックス HR-11NN」、東洋紡社製、ガラス転移温度(Tg):300℃)のN-メチル-2-ピロリドン溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、樹脂被覆アルミニウム板、および絞りしごき缶を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
缶外面となる面に外面樹脂層を形成するための樹脂材料として、熱可塑性ポリアミドイミド樹脂(製品名「バイロマックス HR-11NN」、東洋紡社製、ガラス転移温度(Tg):300℃)のN-メチル-2-ピロリドン溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、樹脂被覆アルミニウム板、および絞りしごき缶を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
表1より、外面樹脂層を、90~150℃の温度範囲において、貯蔵弾性率が500MPa以下となり、かつ、90~150℃の温度範囲において、破断伸度が100%以上となる樹脂を用いて形成した実施例1~6は、いずれも、絞りしごき加工における成形性に優れ、しかも、得られた絞りしごき缶は、いずれも胴部反射率に優れるものであった。
また、外面樹脂層の厚みを3μmとした参考例1では、絞りしごき加工における成形性に優れるものの、胴部反射率に若干劣る結果であった。
さらに、外面樹脂層を、90~150℃の温度範囲における破断伸度が100%未満である樹脂を用いて形成した比較例1は、絞りしごき加工における成形性に劣り、成形時に、胴部に割れが生じてしまい、成形することができなかった。
また、外面樹脂層の厚みを3μmとした参考例1では、絞りしごき加工における成形性に優れるものの、胴部反射率に若干劣る結果であった。
さらに、外面樹脂層を、90~150℃の温度範囲における破断伸度が100%未満である樹脂を用いて形成した比較例1は、絞りしごき加工における成形性に劣り、成形時に、胴部に割れが生じてしまい、成形することができなかった。
Claims (7)
- 絞りしごき成形により缶体とされる、絞りしごき缶用樹脂被覆金属板であって、
金属板の缶外面となる面に樹脂層を備え、
前記樹脂層が、90~150℃の温度範囲において、貯蔵弾性率が500MPa以下となり、かつ、90~150℃の温度範囲において、破断伸度が100%以上となる樹脂で構成されていることを特徴とする絞りしごき缶用樹脂被覆金属板。 - 前記樹脂層の厚みが、0.02~2μmである請求項1に記載の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板。
- 前記金属板がアルミニウム板であることを特徴とする請求項1又は2に記載の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板。
- 請求項1から3いずれかに記載の絞りしごき缶用樹脂被覆金属板を絞り加工、およびしごき加工することにより得られる絞りしごき缶。
- 絞りしごき缶の製造方法であって、
金属板上の缶外面となる面に、90~150℃の温度範囲において、貯蔵弾性率が500MPa以下となり、かつ、90~150℃の温度範囲において、破断伸度が100%以上となる樹脂で構成される樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層を形成した金属板について、加工後の缶体の胴部の正反射率が15%以上になるように、絞り加工、およびしごき加工をすることにより、缶体に加工する工程とを備える絞りしごき缶の製造方法。 - 前記樹脂層の厚みが、0.02~2μmである請求項5に記載の絞りしごき缶の製造方法。
- 前記金属板がアルミニウム板であることを特徴とする請求項5又は6に記載の絞りしごき缶の製造方法。
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