JP7750403B2 - 樹脂被覆金属板、2ピース缶、及び樹脂被覆金属板の製造方法 - Google Patents
樹脂被覆金属板、2ピース缶、及び樹脂被覆金属板の製造方法Info
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Description
前記樹脂被覆層の結晶量が15%以下であり、
前記樹脂被覆層の表面の算術平均高さSaが0.30μm以下であり、
前記樹脂被覆層が8質量%以上30質量%以下の二酸化チタンを含有し、
X線光電子分光測定により元素分析した前記樹脂被覆層の前記金属板との界面におけるTi検出量が2原子%以下である、樹脂被覆金属板。
前記第一層が、2μm以上の厚みを有し、かつ、2質量%以下の二酸化チタンを含有する、[1]又は[2]に記載の樹脂被覆金属板。
前記第三層が、2μm以上の厚みを有し、かつ、2質量%以下の二酸化チタンを含有する、[3]に記載の樹脂被覆金属板。
前記熱可塑性樹脂フィルムを、(前記熱可塑性樹脂フィルムの融点-40℃)以上(前記熱可塑性樹脂フィルムの融点+5℃)以下に加熱した金属板の少なくとも片面に、前記第一層を前記金属板に接触させて圧着し、
前記金属板を0.5秒以上1.5秒以下で(前記熱可塑性樹脂フィルムの融点+5℃)以上(前記熱可塑性樹脂フィルムの融点+30℃)以下の熱処理温度まで昇温して、前記熱処理温度で0.5秒以上1.5秒以下保持した後に冷却して、樹脂被覆金属板を得る、樹脂被覆金属板の製造方法。
はじめに、金属板について説明する。樹脂被覆金属板の金属板としては、缶用材料に広く用いられている鋼板及びアルミニウム板等を用いることができる。
(1)C(カーボン)量が0.003質量%超0.10質量%以下の低炭素鋼を用い、連続焼鈍で再結晶焼鈍して得た鋼板。
(2)C量が0.003質量%超0.10質量%以下の低炭素鋼を用い、連続焼鈍で再結晶焼鈍及び過時効処理して得た鋼板。
(3)C量が0.003質量%超0.10質量%以下の低炭素鋼を用い、箱焼鈍で再結晶焼鈍して得た鋼板。
(4)C量が0.003質量%超0.10質量%以下の低炭素鋼を用い、連続焼鈍又は箱焼鈍で再結晶焼鈍した後に、二次冷間圧延(DR(Double Reduced)圧延)して得た鋼板。
(5)C量が0.003質量%以下の極低炭素鋼にNb、Ti等の固溶したCを固定する元素を添加したIF(Interstitial Free)鋼を用い、連続焼鈍で再結晶焼鈍して得た鋼板。
樹脂被覆金属板は、上記の金属板の少なくとも片面に、ポリエステル樹脂を主成分とする樹脂被覆層を備える。樹脂被覆層は、構成する樹脂中のポリエステル樹脂の割合が固形分換算で90質量%以上であるものとする。樹脂被覆層中に無機添加材(無機顔料など)が含まれる場合は、それら無機添加材の重量を差し引いた樹脂中のポリエステル樹脂の割合が90質量%以上であるものとする。
樹脂被覆層の結晶量は15%以下とする。結晶量を15%以下とすることで、2ピース缶の成形に必要な高い成形性を得ることができ、製缶加工後の熱処理時に樹脂被覆層に生じる外観上の欠陥(肌荒れ)を抑制することができる。また、結晶量を低い値とし、製缶加工後の樹脂被覆層中の残留応力を低減することで、加工後においても優れた密着性を得ることができる。樹脂被覆層の結晶量は、好ましくは12%以下、より好ましくは10%以下である。樹脂被覆層に無機添加材(無機顔料など)が含まれる場合は、無機添加材の質量を差し引いた樹脂材料中における結晶量が15%以下である必要がある。結晶量の下限は特に限定されないが、結晶量は1%以上であり得る。なお、結晶量は、以下に示すとおり、熱重量測定により得られた無機添加材含有量、並びに、示差走査熱量測定により得られた結晶化熱量及び融解熱量に基づいて算出する。ここで無機添加材とは、無機顔料及び無機顔料以外の添加材のうち無機系の添加材を指す。
無機添加材の含有量[%]=800℃における重量[mg]/室温における重量[mg]×100…(1)
結晶量[%]=(融解熱量[J/g]-結晶化熱量[J/g])×100/(100-無機添加材含有量[%])/140.2[J/g]×100…(2)
樹脂被覆層表面の算術平均高さSaは0.30μm以下とする。樹脂被覆層表面の算術平均高さSaが0.30μmを超える場合、樹脂被覆層表面の粗さが大きいため、有色の樹脂被覆層の場合はまだら模様に、無色の樹脂被覆層の場合は曇った外観となる。樹脂被覆層表面の算術平均高さSaの下限は特に限定されないが、当該算術平均高さSaは0.10μm以上とすることが好ましい。
X線光電子分光測定により元素分析した樹脂被覆層と金属板との界面におけるTi検出量は、2原子%以下とする。樹脂被覆層と金属板との界面におけるTi検出量が2原子%を超える場合、樹脂被覆層と金属板との界面に存在する二酸化チタンが金属板と樹脂被覆層との密着を阻害し、製缶加工後の樹脂被覆層の密着性が不足する。好ましくは、X線光電子分光測定により元素分析した樹脂被覆層と金属板との界面におけるTi検出量は1原子%以下である。X線光電子分光測定により元素分析した樹脂被覆層と金属板との界面におけるTi検出量の下限は特に限定されず、0原子%であってもよい。X線光電子分光測定により元素分析した樹脂被覆層と金属板との界面におけるTi検出量は、後述の実施例に記載のように、従来公知の方法で測定できる。測定は、樹脂被覆金属板の同一面内の無作為に選んだ複数箇所で行い、測定結果の平均値をTi検出量とするのが好ましい。無作為に選ぶ複数箇所の数は、面内のばらつきを考慮して5か所以上であることが好ましい。
本発明に係る樹脂被覆金属板の製造方法は、2μm以上の厚みを有し、かつ、2質量%以下の二酸化チタンを含有する第一層と、前記第一層に接する第二層と、を含む複層構造を有し、全体として8質量%以上30質量%以下の二酸化チタンを含有し、ポリエステル樹脂を全樹脂に対して90質量%以上含有する熱可塑性樹脂フィルムを用意し、
前記熱可塑性樹脂フィルムを、(前記熱可塑性樹脂フィルムの融点-40℃)以上(前記熱可塑性樹脂フィルムの融点+5℃)以下に加熱した金属板の少なくとも片面に、前記第一層を前記金属板に接触させて圧着し、
前記金属板を0.5秒以上1.5秒以下で(前記熱可塑性樹脂フィルムの融点+5℃)以上(前記熱可塑性樹脂フィルムの融点+30℃)以下の熱処理温度まで昇温して、前記熱処理温度で0.5秒以上1.5秒以下保持した後に冷却して、樹脂被覆金属板を得ることを特徴とする。
室温で濃塩酸(12mоl/L):蒸留水=1:1混合溶液中に樹脂被覆金属板を浸漬し、金属板を溶解して樹脂被覆層を単離した。その後、単離した樹脂被覆層を蒸留水で十分に洗浄した後に真空乾燥した。乾燥後の樹脂被覆層について、TAインスツルメンツ社製の示差走査熱量測定装置(DSCQ100)を用いて、10℃/分の昇温速度で0℃から300℃まで測定し、200℃~280℃の間で測定された吸熱ピークのピーク温度を、樹脂被覆層の融点とした。
各例の樹脂被覆金属板にパラフィンワックスを塗布した後、直径180mmの円板ブランクを打抜いた。この円板ブランクにカッピングプレス機での絞り成形、次いで2段の再絞り成形及び1段のしごき成形による加工を施し、内径52mm、缶高さ163mmの缶を成形した。成形後の缶について、缶体外面側の樹脂被覆層表面を目視で観察し、以下の基準に従って加工性を評価した。
評価「◎」:削れが観察されない。
評価「○」:缶フランジ部から5mm以内の高さで削れが発生。実用上の問題なし。
評価「×」:缶フランジ部から5mmを超えた高さで削れが発生。実用上の問題あり。
各例の樹脂被覆金属板にパラフィンワックスを塗布した後、直径180mmの円板ブランクを打抜いた。この円板ブランクにカッピングプレス機での絞り成形、次いで2段の再絞り成形及び1段のしごき成形による加工を施し、内径52mm、缶高さ163mmの缶を成形した。成形後の缶を、2分間で缶体温度が(樹脂被覆層の融点+5)℃となる条件で熱風炉を用いて加熱した後に、冷風で急冷した。冷却後の缶体外面側の樹脂被覆層の状態を目視確認し、以下の基準に従って肌荒れを評価した。
評価「◎」:黒点、しわ等の外観上の欠陥が観察されない。
評価「○」:黒点、しわ等の外観上の欠陥が、缶フランジ部より5mm以内の高さ位置に発生。実用上の問題なし。
評価「△」:黒点、しわ等の外観上の欠陥が、缶フランジ部から5mmを超えて20mm以内の高さ位置に発生。実用上の問題あり。
評価「×」:黒点、しわ等の外観上の欠陥が、缶フランジ部から20mmを超えた高さ位置に発生。実用上の問題あり。
各例の樹脂被覆金属板の両面の、表面平滑性における外観の均一性について目視確認し、以下の基準に従い外観を評価した。
評価「〇」:外観上の異常なし。
評価「×」:まだら模様又は曇った外観など、外観上の異常あり。
各例の樹脂被覆金属板にパラフィンワックスを塗布した後、直径180mmの円板ブランクを打抜いた。この円板ブランクにカッピングプレス機での絞り成形、次いで2段の再絞り成形及び1段のしごき成形による加工を施し、内径52mm、高さ163mmの缶を成形した。成形後の缶の胴部より、缶高さ方向が長手方向(試験方向)となるようにピール試験用のサンプル(幅15mm×長さ120mm)を切り出した。切り出したサンプルの缶体開口部側の端部から樹脂被覆層を一部剥離し、剥離した樹脂被覆層を樹脂被覆層が剥離された金属板とは反対方向(角度180度)に開き、引張速度30mm/min.でピール試験を行った。以下に示す基準に従って幅15mm当たりの密着性を評価した。密着性評価の対象面は缶の外面側とした。
評価「◎」:3.0N/15mm以上
評価「○」:2.0N/15mm以上、3.0N/15mm未満
評価「△」:1.0N/15mm以上、2.0N/15mm未満
評価「×」:1.0N/15mm未満
2 金属板
3 樹脂被覆層
3a 第三層
3b 第二層
3c 第一層
4 樹脂被覆層
Claims (8)
- 金属板の少なくとも片面に、ポリエステル樹脂を全樹脂に対して90質量%以上含有する樹脂被覆層を備える樹脂被覆金属板であって、
前記樹脂被覆層の結晶量が15%以下であり、
前記樹脂被覆層の表面の算術平均高さSaが0.30μm以下であり、
前記樹脂被覆層が8質量%以上30質量%以下の二酸化チタンを含有し、
X線光電子分光測定により元素分析した前記樹脂被覆層の前記金属板との界面におけるTi検出量が2原子%以下である、樹脂被覆金属板。 - X線光電子分光測定により元素分析した前記樹脂被覆層の表面におけるTi検出量が2原子%以下である、請求項1に記載の樹脂被覆金属板。
- 前記樹脂被覆層が、前記金属板と接する第一層と、前記第一層上に位置する第二層と、を含む複層構造を有し、
前記第一層が、2μm以上の厚みを有し、かつ、2質量%以下の二酸化チタンを含有する、請求項1又は2に記載の樹脂被覆金属板。 - 前記樹脂被覆層が、前記第二層上に位置し、前記樹脂被覆層の表面を形成する第三層をさらに含む複層構造を有し、
前記第三層が、2μm以上の厚みを有し、かつ、2質量%以下の二酸化チタンを含有する、請求項3に記載の樹脂被覆金属板。 - 前記樹脂被覆層が0.010質量%以上1.0質量%以下のワックスを含有する、請求項1又は2に記載の樹脂被覆金属板。
- 請求項1又は2に記載の樹脂被覆金属板を用いてなり、前記樹脂被覆層が外面側に位置する、2ピース缶。
- 2μm以上の厚みを有し、かつ、2質量%以下の二酸化チタンを含有する第一層と、前記第一層に接する第二層と、を含む複層構造を有し、全体として8質量%以上30質量%以下の二酸化チタンを含有し、ポリエステル樹脂を全樹脂に対して90質量%以上含有する熱可塑性樹脂フィルムを用意し、
前記熱可塑性樹脂フィルムを、(前記熱可塑性樹脂フィルムの融点-40℃)以上(前記熱可塑性樹脂フィルムの融点+5℃)以下に加熱した金属板の少なくとも片面に、前記第一層を前記金属板に接触させて圧着し、
前記金属板を0.5秒以上1.5秒以下で(前記熱可塑性樹脂フィルムの融点+5℃)以上(前記熱可塑性樹脂フィルムの融点+30℃)以下の熱処理温度まで昇温して、前記熱処理温度で0.5秒以上1.5秒以下保持した後に冷却して、樹脂被覆金属板を得る、樹脂被覆金属板の製造方法。 - 前記熱可塑性樹脂フィルムが、前記第二層に接する第三層を有し、第三層が、2μm以上の厚みを有し、かつ、2質量%以下の二酸化チタンを含有する、請求項7に記載の樹脂被覆金属板の製造方法。
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