JPS62279937A - 容器用樹脂被覆鋼板 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、容器用樹脂被覆ｍ坂に関する。更に詳しくは
、美観性、加工耐食性に優れた容器用樹脂被覆鋼板（二
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、製缶工業においては、ぶりき、電解クロム酸処理
鋼板などの表面処理鋼板に一回あるいは複数回の塗装が
行われてきた。持（二、ぶりきは、光輝性を有している
ため、外観を重視される用途に広く利用されてきた。こ
のように複数回の塗装を施すことは、焼付工程が煩雑で
あるばかりではな（、多大な焼付時間を必要としていた
。また、塗膜形成時に多量の溶剤成分を排出し、特別の
焼却炉に導き焼却しなければならないという欠点を有し
ていた。また、塗装に供せられる塗料は、エポキシ系樹
脂を主成分とした熱硬化性樹脂が主として用いられてい
たため、厳しい加工を施すと、塗膜にクランク等が発生
し、その結果、内容物によっては、該表面処理鋼板を腐
食させる場合があった。これらの欠点を解決するために
、熱可塑性樹脂フィルムを金属板（二積層しようとする
試みがなされてきた。−例として、ポリオレフィンフィ
ルムを金属板に積層したもの（特開昭５３−１４１７８
６）、共重合ポリエステル樹脂フィルムを金属板に積層
したもの（特公昭５７−２３５８４）あるいは、ポリエ
ステルフィルムを接着剤を用いて金属板（二項層したも
の（特開昭５８−３９４４８）などがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、ポリオレフィンフィルムラミネート鋼板は、耐
食性、耐熱性に関して満足のいくものではなく共重合ポ
リエステルラミネート鋼板は、コストが高く実用性に欠
ける欠点を有していた。また、ポリエステルフィルムと
金属板の界面（二、金属粉末等を含有した接着剤層を有
したポリエステルフィルムラミネート鋼板は、初期密着
性は確保できるもののレトルト殺菌のような高温熱水処
理を施すと接着力の低下が認められること、あるいは金
属粉末等を含有しているため、接着剤の薄膜塗布性に欠
けるなどの欠点を有していた。また、該プラスチックフ
ィルムラミネート鋼板（；用いられる鋼板としては、美
観性に優れたぶりきを使用することは可能であるが、高
価なため実用的でない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の問題点を解決すべく種々検討を重ねた
結果、鋼板の片面あるいは両面（二、特定のＭ蒸着層を
有した二軸配向ポリエチレンテレフタレート樹脂フィル
ムを積層した樹脂被覆鋼板は、加工密着性、加工耐食性
に優れるばかりではなく、美観性にも優れている画期的
な容器用樹脂被覆鋼板である。

以下、本発明の内容について詳細（二説明する。

まず、二軸配向ポリエチレンテレフタレート樹脂フィル
ムとしては、ポリエチレングリコールとテレフタール酸
の重縮合物であって、公知の押し出し機より押し出し加
工後フィルム成形され、その後、縦、横二軸方向（二延
伸されたものであって、フィルム厚みとしては、特に制
限するものではないが５〜５０１ｔｍが好ましい。厚み
が５μｍ以下の場合は、鋼板への積層作業性が著しく低
下するとともに、充分な加工耐食性が得られない。一方
５０μｍ以上となった場合は、製缶分野で広（用いられ
ているエポキシ系樹脂塗料と比較した時、経済的でない
。

該フィルム（−１人ｅを蒸着する前処理行程として、蒸
着Ｍと該フィルムとの密着力を向上させるために該フィ
ルムにエポキシ樹脂及びその硬化剤として、フェノール
系、ユリヤ系、アミド系、エステル系、アクリル系、ウ
レタン系の１種以上の組成物を、乾燥塗布重量で、ｏ、
ｏ　５〜５．０　ｇ／ｍ２塗布することが好ましい。

ここで用いられるエポキシ樹脂としては、エポキシ当量
４００〜４．０００のエポキシ樹脂が好ましＣＸ０エポ
キシ当量が４００以下のエポキシ樹脂を用いた場合、溶
液状態で該フィルムに連続的に塗布し、ドライヤーオー
ブンで溶剤を蒸発せしめた後でも、エポキシ樹脂が粘着
性を有しているため、フィルム巻き取り作業は可能であ
っても、巻きほどく作業は全く不可能となり実用には供
し得ない。一方、エポキシ当量が４．０００以上のエポ
キシ樹脂を用いた場合は、硬化剤との硬化反応後の該フ
ィルムへの密着性が低下する傾向Ｃ：あるので好ましく
ない。

エポキシ樹脂と硬化剤との配合量比は、硬化剤の種類に
より異なり一義的に決定できないが、一般的（；エポキ
シ樹脂固形分１００重量部に対して５〜１００重量部添
加すればよい。

つぎに、エポキシ樹脂及びその硬化剤からなる組成物の
塗布重量がＯ，ＯＳ〜ｓ、　ｏ　ｇ／ｍ２の範囲内が好
ましい理由は、０．０５　ｇ／ｍ２以下になった場合は
、該フィルムへの均一塗布が困難となりＭ蒸着層との密
着力が部分的に低下してくる傾向（二ある。一方、塗布
重量が５．０　ｇ／ｍ２以上の場合は、該フィルムとＡ
Ｉ！蒸着層との密着力は確保されるものの、該フィルム
への塗布後、ドライヤーオーブンにおける溶剤離脱性が
低下し作業性が著しく低下する。

つぎに、該フィルムにエポキシ樹脂及びその硬化剤から
なる組成物を溶液状態で塗布後、ドライヤーオーブンで
乾燥させる工程も重要で、乾燥温度が６０〜１５０℃内
であることが好ましい。乾燥温度が６０℃以下になった
場合は、溶剤離脱性が著しく低下し作業性が大幅（二低
下する。一方乾燥温度が１５０℃以上になった場合は、
エポキシ樹脂とその硬化剤の反応が著しく進み、その結
果、該フィルム及びＭ蒸着層との密着性が低下してくる
。

つぎ（−、エポキシ樹脂組成物を塗布したこ軸配向ポリ
エチレンテレフタレート樹脂フィルムのエポキシ樹脂組
成物の金布面に、Ｍを真空蒸着法等（：より５０〜３０
００Ａの範囲内で蒸着することが好ましい。ここでＭの
蒸着法としては公知の真空蒸着法でよく特に制限するも
のではない。５０Ｘ以下の蒸着厚みの場合は、美観性が
向上せず、３、　ＯＯＯＸを土建る場合は、美観性は確
保できるものの蒸着速度を低下させなければならず、生
産性が著しく低下する。

つぎに、鋼板と二軸配向ポリエチレンテレフタレート樹
脂フィルムとの間に介在するエポキシ樹脂及びその硬化
剤としては、エポキシ当量が４００〜４．　ＯＯＯのエ
ポキシ樹脂及びフェノール系、ユリヤ系、アミド系、エ
ステル系、アクリル系、フレタン系の１種以上からなる
硬化剤が好ましく、塗布重量としては、乾燥重量で０．
１〜５．０　ｇ／ｍ２が好ましい。

ここで、エポキシ樹脂及びその硬化剤からなる組成物を
、乾燥重量で０．１〜ｓ、　ｏ　ｇ／ｆｎ２塗布する方
法としては、前述の片面にＭ蒸着された二軸配向ポリエ
チレンテレフタレート樹脂フィルムの他の片面に塗布す
る方法と、該組成物を鋼板に連続的に塗布する方法があ
るが、該組成物を０．１〜５．０ｇ／ｍ２の薄膜塗布を
鋼板上に連続的に塗布することは、非常な制約をうけ事
実上困難である。

その理由としては、二軸配向ポリエチレンテレフタレー
ト樹脂フィルムに比べて鋼板の形状が平坦性に欠け、本
発明のような薄膜塗布性が著しく低下するためである。

また、プラスチックフィルムのコーターに比べ、鋼板用
コーターは設備費が嵩むなど種々の欠点を有している。

かかる理由で、鋼板と二軸配向ポリエチレンテレフタレ
ート樹脂フィルムとの間に介在するエポキシ樹脂及びそ
の硬化剤からなる組成物は、前述のＭ蒸着ポリエチレン
テレフタレート樹脂フィルムの非蒸着面に塗布すること
が好ましい。

ここで、エポキシ樹脂のエポキシ当量を４００〜４．　
ＯＯＯが好ましい理由としては、前述と同じ理由で、４
００以下の場合は、エポキシ樹脂が粘着性を有するため
、巻きはどきが不可能Ｃ二なること、また、４．　ＯＯ
０以上の場合は、硬化剤との反応後の二軸配向ポリエチ
レンテレフタレート樹脂フィルム及び鋼板への密着性が
低下する傾向にあるので好ましくない。

エポキシ樹脂と硬化剤との配合量比は、硬化剤の種類に
より一義的に決定できないが、一般的にエポキシ樹脂固
形分１００重量部ζ二対して５〜１００重量部添加すれ
ばよい。

つぎに該組成物の乾燥塗布重量が０．１〜５．０ｇ／ｍ
２の範囲内が好ましい理由としては、０．１　ｇ／ｍ２
以下になった場合は、二軸配向ポリエチレンテレフタレ
ート樹脂フィルムへの連続均一塗布性に難点が生じる。

一方、５．０ｇ／ｍ２以上になった場合は、後述の鋼板
と該二軸配向ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム
とを加熱一体化させた後、深絞り加工等の苛酷な加工を
施すと密着力は低下する傾向にある。また、該二軸配向
ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムへの塗布後、
ドライヤーオープン（；おける溶剤離脱性も低下し作業
性が著しく低下する。

つぎに、ドライヤーオープンで乾燥させる工程も重要で
、前述したよう（１６０〜１５０℃内であることが好ま
しい。乾燥温度が６０’Ｃ以下になった場合は、溶剤離
脱性が著しく低下する。一方、１５Ｑ’Ｃ以上になった
場合は、乾燥工程でエポキシ樹肥とその硬化剤の反応が
著しく進み、その結果、後述の鋼板への密着性が著しく
低下してくる。

つぎに、本発明において用いられる鋼板としては、シー
ト状及びコイル状の鋼板、鋼箔、鉄箔及び該鋼板に表面
処理を施したものがあげられる。

特Ｃ二、上層がクロム水和酸化物、下層が金属クロムの
二層構造をもつ電解クロム酸処理鋼板、ニッケルめっき
鋼板、亜鉛めっき鋼板、クロム水和酸化物被覆鋼板、カ
ルボキシル基等の極性基あるいはキレート構造を有した
有機物処理鋼板、あるいは、リン酸塩処理、クロム酸塩
処理した鋼板などがあげられる。

つぎに、該二軸配向ポリエチレンテレフタレート樹脂フ
ィルムを、前述の鋼板にラミネートする方法の一例をあ
げると、２２０〜２６０°Ｃ１より好ましくは２３０〜
２５５℃に加熱された該鋼板の片面あるいは両面（−、
エポキシ樹脂組成物を塗布した面が該鋼板面に相接する
よう（ニラミネートする。ラミネート後は、急冷あるい
は徐冷いずれのプロセスを、経ても差し支えない。

本発明の特徴の一つとして、ラミネート時に瞬時に密着
力が出現し、一般（＝実施されているラミネート後の再
加熱などの熱活性化処理を必要としない点があげられる
。当然、ラミネート後の再加熱処理を施しても差し支え
ないことはいう迄もない。ここでラミネート温度が２２
０℃以下になった場合は、ラミネート後の密着力は殆ん
どなく、実用には供し得ない。一方、ラミネート温度が
２６０℃以上になった場合は、二軸見向ボリエテレンテ
レフタンート樹脂フィルムの融点以上となり、該樹脂フ
ィルムの配向結晶がくずれ、加工密着性、加工耐食性が
低下する。

該鋼板を２２０〜２６０℃、好ましくは２３０〜２５５
℃の範囲内に加熱する方法としては、公知の熱風伝熱方
式、抵抗加熱方式、誘導加熱方式ヒーターロール伝熱な
どがあげられ、特を二制限するものではないが、設備費
、設備の簡素化を考慮した場合、ヒーターロール伝熱方
式が好ましい。

かくして得られた、Ｍ蒸着二軸配向ポリエチレンテレフ
タレート樹脂フィルム積層鋼板は、美観性、加工耐食性
、加工密着性に優れ、容器用樹脂被覆鋼板として広く使
用できるものであるが、レトルト殺菌処理が必要な内容
品（一対しては、Ｍ蒸着層の上にトップコートとして、
従来使用されてきたエポキシ／フェノール塗料、エポキ
シ／エリヤ塗料、ビニル系塗料、オルガノゾル系塗料な
どをオーバーコートすることが好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例にて詳細（二説明する。

実施例１ 板厚０．２１ｏｎの冷延鋼板を７０ｇ々の水酸化力トリ
クム溶液中で電解脱脂し、１００　ｇ／ｌの硫酸溶液で
酸洗し、水洗した後、無水クロム酸６０ｇ／ｌ、フッ化
ナトリウム３　ｇ／ｌの溶液中で、電流密度２０Ａ／ｄ
ｒｒＩ２、電解液温度５０℃の条件下で陰極電解処理を
施し、ただちに８０℃の温水を用いて湯洗し乾燥した。

得られた電解クロム酸処理鋼板の金属クロム量は１２０
　ｍｇ／ｍ２で、水和酸化クロム量はクロムとして１０
■／ｍ２であった。

このように処理された電解クロム酸処理鋼板につぎに示
す条件で処理された二軸配向ポリエチレンテレフタレー
トフィルムを、つぎに示す条件で連続的に片面にラミネ
ートした。

Ｍ蒸着層厚み　　　　　　　　　　４００ＡＭ蒸着層の
下層のエポキシ樹脂 組成物の乾燥重量　　　　　　　　０．０８　ｇ／ｒｎ
２二軸配向ポリエチレンテレフタレート フィルム（商品名　ルミラー　東し■）　　　　１２μ
ｍ二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムの下層
のエポキシ樹脂組成物の乾燥型ｆｆｉ　　０．５　ｇ／
ｒｎ２鋼板の加熱方法　　　ヒーターロール方式ラミネ
ート直前の鋼板温度　　　２４５°Ｃラミネート後の冷
却方法　　　　徐冷 得られたＭ蒸着樹脂被覆鋼板の片面（非ラミネート面）
にエポキシ／フェノール系塗料を乾燥重量が６０　ｍｇ
／ｄｍ２Ｃなるよう（二車布し、２００’（で１０分間
加熱硬化させた後、徐冷した。

該Ｍ蒸着樹脂被覆鋼板を、Ａ！！蒸着面が外面になるよ
うにして、２０２型の缶蓋及び絞り比２．１４の絞り缶
を得た。成型した缶蓋及び絞り缶を公知の製缶方法によ
り二重巻締めしたが、二軸配向ポリエチレンテレフタレ
ートフィルムよりＭの剥離はなく光輝性を有した外観を
呈していた。また、二重巻締めし一体化された容器を３
７℃、９ｏ９６の相対湿度のもとで、１ｏ日間経時した
が外面錆の発生は認められず、また、Ｍの剥離も全く認
められなかった。

比較例１ 実施例１と同様の電解クロム酸処理鋼板を用いて、Ｍ蒸
着層の下層のエポキシ樹脂組成物のみをとり除いた他は
、実施例１と同様の条件で処理された二軸配向ポリエチ
レンテレフタレートフィルムを、実施例１と同様な方法
で積層し、他の片面Ｃニエポキシ／フェノール系塗料を
乾燥重量が６０１９／ｄＩＴ＋２になるよう：：塗布し
、２００°Ｃで１０分間加熱硬化させた後、徐冷した。

該Ｍ蒸着樹脂被覆鋼板を、Ｍ蒸着面が外面になるように
して、２０２型の缶蓋及び絞り比２．１４の絞り缶を得
た。成型した缶蓋及び絞り缶を公知の製缶方法により二
重巻締めすると、二重巻締め近傍で二軸配向ポリエチレ
ンテレフタレートフィルムより蒸着Ｍ層が一部剥離して
いた。また二重巻締めし一体化された容器を、３７℃、
９０９６の相対湿度のもとで、１０日間経時すると、外
面錆の発生は認められなかったが゛、絞り缶の二重巻締
め近傍の蒸着Ｍが一部欠落していた。

実施例２ 板厚０．２１　ｍｍの冷延鋼板を７０　ｇ／ｌの水酸化
ナトリウム溶液中で電解脱脂し、１００　ｇ／ｌの硫酸
溶液で酸洗し、水洗した後、無水クロム酸８０ｇ／ｌ、
硫酸ｏ、　８１１、ケイ７　ッ化：／−タ１　ｇ／？（
７）混液中で、電流密度２０　Ａ／ｄｍ２、電解液温度
５０℃の条件下で陰極電解処理を施し、ただち（１８０
℃の温水を用いて湯洗し、乾燥した。得られた電解クロ
ム酸処理鋼板の金属クロム量は、１６０　ｍｇ／／ｒｒ
Ｉ２で、水和酸化物クロムはクロムとして２２ｍ９／ｒ
ｒ１２であった。

このように処理された電解クロム酸処理鋼板につぎの条
件で処理された二軸配向ポリエチレンテレフタレートフ
ィルムを、つぎに示す条件で連続的に両面１：ラミネー
トした。

Ｍ蒸着層厚み　　　　　　　　１．４００　ＡＭ蒸着層
の下層のエボキン樹脂 組成物の乾燥重量　　　　　　　　１．０　ｇ／ｒ１１
２二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム（商品
名　ルミラー　東し■）　　　　　１２μｍ二軸配向ポ
リエチレンテレフタレートフィルムの下層のエポキシ樹
脂組成物の乾燥重ａ２．ｏｇ／／ｒｒ＋２鋼板の加熱方
法　　　ヒーターロール方式ラミ、（−−ト直前の鋼板
温度　　　２４８°Ｃラミネート後の冷却方法　　　　
急冷 得られたＭ蒸着樹脂被覆鋼板の両面１二、ビニルオルガ
ノゾル塗料を乾燥重量が６５　ｍｇ／ｍ２になるように
塗布し、１９０℃で１０分間加熱硬化させた後、徐冷し
た。

該Ｍ蒸着樹脂被覆鋼板を、公知の製缶方法により２０２
型の缶蓋及び絞り比２，１４の絞り缶を得た。成型した
絞り缶（−市販のトマトジュースを充填し、脱気した後
、二重巻締めし、１１５℃で６０分加熱殺菌後、５０°
Ｃで６ケ月の実缶貯蔵テストを行った。

実缶テスト後、開缶し、缶内面の腐食状態及び二軸配向
ポリエチレンテレフタレートフィルムの密着力を調査し
たが全く異常は認められず、光輝性のある美麗な外観を
有していた。

また、５０℃で相対湿度９０９６の雰囲気で１４日間貯
蔵テストを行い、缶蓋の二重巻締め近傍の糸状錆、ある
いは黒錆を調査したが全く異常は認められず、美麗なＭ
色を有していた。

比較例２ 実施例２と同様の電解クロム酸処理鋼板を用いて、その
両面１′″−ビニルオルガノゾル塗料を乾燥重量が６５
　ｍｇ／ｍ２になるように塗布した後、１９０℃で１０
分間加熱硬化させた後、徐冷した。

該塗装鋼板な実施例２と同様の加工を施し、缶蓋及び絞
り缶を得て、実施例２と同様の処理方法にてトマトジュ
ースを充填し、５０°Ｃで６ケ月の実缶貯蔵テストを行
った。

実缶テスト後、開缶し、缶内面の腐食状態を思査したと
ころ、絞り缶の二重巻締め近傍及び缶Ｘのコンパウンド
挿入部付近（＝思い黒錆が数ケ所Ｘめられた。

また、５０°Ｃで相対湿度９０９＋５の雰囲気で１４日
間貯蔵テストを行ったところ、缶蓋の二重巻締め近傍に
長さ３〜８　ｍｍの糸状錆が多数出現し、容器の外観を
著しく損わせていた。

実施例３ 板厚０．２１ｍｍの冷延鋼板を７０　ｇ／Ｉ！の水酸化
ナトリウム溶液中で電解脱脂し、１００　ｇ／ｌの硫酸
溶液で酸洗し水洗した後、ドライヤーで乾燥した。

このように清浄化されたブラックプレートの両面につぎ
の条件で処理された二軸配向ポリエチレンテレフタレー
トフィルムをつぎに示す条件で連続的に両面にラミネー
トした。

Ｍ蒸着層厚み　　　　　　　　２．０００　ＡＭ蒸着層
の下層のエポキシ樹脂 組成物の乾燥重量　　　　　　　　４．５　ｇ／’ｒｎ
”二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム（商品
名　ルミラー　東し■）　　　１６μｍ二軸配向ポリエ
チレンテレフタレートフィルムの下層のエポキシ樹脂組
成物の乾燥重量３．５ν靜 鋼板の加熱方法　　　ヒーターロール方式ラミネート直
前の鋼板の温度　　２４０°Ｃラミネート後の冷却方法
　　　　徐冷 得られたＭ蒸着樹脂被覆鋼板の両面に、エポキシ／フェ
ノール系塗料を乾燥重量が４　Ｑ　＠／ｄｍ２になるよ
う（二塗布し、２０５℃で１０分間加熱硬化させた後、
徐冷した。

該Ｍ蒸着樹脂被覆鋼板を、公知の製缶方法により、２０
２型の缶蓋及び絞り比２．１４の絞り缶を得た。成型し
た絞り缶に０．５％の食塩水を充填し、二重巻締めを施
した後、３７℃で２０日間実缶貯蔵テストを行った。

実缶テスト後、開缶し、缶内面の腐食状態及び二軸配向
ポリエチレンテレフタレートフィルムの密着力を調査し
たが全く異常は認められず、簡の光輝性のある外観はそ
のまま残存していた。

また、実缶テスト後の０．５９６食塩水中の鉄溶出量を
原子吸光分析で測定したが検出限界以下であった。

また、３７℃で相対湿度９０９６の雰囲気で１４日間貯
蔵テストを行い、缶蓋の二重巻締め近傍の糸状錆あるい
は黒錆を調査したところ、糸状錆は、二重巻締め近傍で
２〜３ｍｍ出現しているものの、Ｍ蒸着層の下層で出現
しているため、外観的には全く美麗なＭの光輝性を有し
ていた。

比較例３ 実施例３と同様のブラックプレートの両面に、実施例３
と同様の処理方法（二てエポキシ／フェノール系塗料を
塗布した後、実施例３と同様の製缶方法にて缶蓋及び絞
り缶を作成し、（１５９６の食塩水を充填し、二重巻締
めを施した後、３７℃で２０日間実缶貯蔵テストを行っ
た。

実缶テスト後、開缶し、缶内面の腐食状態を調査したと
ころ、缶内面全面にわたり赤錆が発生し、塗膜の殆んど
が、基体鋼板から剥離していた。また、３７°Ｃで相対
湿度９０％の雰囲気で１４日間貯蔵テストを行い、糸状
錆あるいは黒錆を調査したところ、糸状錆は５〜２４鮒
の長さで、缶蓋及び絞り缶部Ｃ二出現し、著しい外観不
良となっていた。また二重巻締め近傍は、塗膜のブラッ
ク等が発生し、黒褐色の錆が全面に出現していた。

〔発明の効果〕

かくして得られたＭ蒸着樹脂被覆鋼板は、光輝性を有し
ているため外観に優れるばかりではなく、加工耐食性、
加工密着性に優れるため、容器用材料として幅広く適用
できるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）最外層に５０〜３０００ÅのＡｌ蒸着層を有し、
   その内層にエポキシ樹脂及びその硬化剤であるフェノー
   ル系、ユリヤ系、アミド系、エステル系、アクリル系、
   ウレタン系の１種以上からなる組成物層を有し、その内
   層に二軸配向ポリエチレンテレフタレート樹脂層を有し
   、最下層にエポキシ樹脂及び、その硬化剤であるフェノ
   ール系、ユリヤ系、アミド系、エステル系、アクリル系
   、ウレタン系の１種以上からなる組成物層を有してなる
   容器用樹脂被覆鋼板。