JPS63206481A - 塗装された溶接缶胴 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、少なくとも一方の開口部側に縮径部を備え、
その内外面に保護樹脂被覆層を塗装した飲料缶などに用
いる溶接缶胴に関する。

（従来の技術） 近年、金属製飲料缶などにおいて、趣味感の多様化によ
り変形毎が多用されるようになって来た。

その一種として缶胴の開口部側に向って缶胴径が次第に
小径となる連続した縮径部を備えるスリーピースの所謂
ネックイン缶は知られている。しかしながらこのネック
インスリーピース缶は缶蓋の小型化によるコストダウン
或いは缶胴外面と缶蓋巻締部とを同一面上にすることに
よる梱包上のメリットなどを考慮したものであり、従っ
て縮径部における缶胴の軸心方向への缶胴の絞込寸法も
缶胴径に対して６％以下の比較的小さなものであって、
缶胴の外観が変化に乏しい。

他方、缶胴の開口部側に缶胴の軸心方向への缶胴の絞込
寸法が缶胴径に対し６％以上という大きな絞込加工を施
して特徴のある縮径部を形成させるには絞込加工時に大
きな成形加工が施されても所定の形状が出て缶高質的に
も問題がなく、また生産性の面でも支障のない事が必要
である。

従来、これらの変形溶接缶胴には、ふりき、ティンフリ
ースチールあるいはニッケルめっき鋼板に樹脂被覆層を
設けたものが使用されている。

しかしながら、基体鋼板上に一様に錫めっきを施したふ
りきは、溶接性は比較的に良好であるが、溶接部にクラ
ックが発生し易く、更に前記の絞込加工によってクラン
クが開き、溶接部の補修樹脂被覆層にひび割れが生じる
ことがある。

更に、このように絞込加工を行うと、絞込加工を行った
箇所で、錫酸化膜層の凝集力が小さいためこの錫酸化膜
層の破壊が生じ樹脂の種類によらず樹脂被覆層との接着
強度は小さく　Ｔ−ｐｅｅ１強度は通常Ｉ　Ｋｇ／ｃｔ
ａ以下である。そのため大きな絞込加工によって容易に
缶胴内面側の樹脂被覆層が剥離したり傷がついたりして
内容物保存性が低下し、あるいは、外面樹脂被覆層や印
刷面の剥離、傷つきによって外観を損ねたり錆が発生す
る。

一方、ティンフリースチールあるいは、ニッケルめっき
鋼板は、錫が表面にないため、溶接性が劣り、ぶりきに
比べて溶接不良が生じ易く生産性が劣る。しかも、溶接
部でスプラッシュあるいはボイド等が発生し缶胴の品質
を低下させることがある。更に、これらは、前記の絞込
加工を行ったときに、ふりきよりは、樹脂被覆層の剥離
や傷つきが少いが、これらの鋼板は、わずかな金属露出
であっても缶詰内容物中に鉄に溶出させるため、缶胴内
面側となる面に予め２回の樹脂被覆塗装あるいは缶胴絞
込加工後に補修塗装を必要とし、生産性が劣りコストを
一上昇させている。

（解決すべき問題点） 本発明は、かかる従来の不都合を解消して過酷な絞込加
工を施しても缶胴内外面に被覆した樹脂層が剥離するこ
となく強固に缶胴に固着した溶接缶胴を提供することを
目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記の目的を達成するため側縁部が溶接された
缶胴の少くとも一方の開口部側に、この開口部に向って
缶胴径が小径となる縮径部を絞込加工により設け、この
縮径部における缶胴の軸心方向への缶胴の最大絞込寸法
を缶胴径に対して６〜１５％としたものであって、缶胴
を形成する表面処理鋼板が基体鋼板上に少なくとも湯飲
合金、錫層及びクロム・クロメート層を、この順序で有
し、該錫層を形成する錫付着量が５０ｍｇ／ボ以上で且
つ鋼板表面の１０〜６０％の範囲に不連続で分布すると
共に、該クロム・クロメート層が金属クロム換算で５〜
４０ｍｇ／ｎｆであり、該缶胴内外面に樹脂被覆層を塗
布形成したことを特徴とする。

まず、本発明で絞込加工を行って成形する溶接缶胴は缶
胴の一例は、第１図に従って説明すれば次の通りである
。

（１）は側縁部に溶接継目を有し両端に開口部（２）を
備える筒状の缶胴、（３）は缶胴（１）の開口部（２）
側に絞込加工によって設けられた開口部（２）に向って
相隣れる小径部（４）の胴径より順次小径で複数の段部
（５）を備える縮径部を示す、そして図示例では、縮径
部（３）を缶胴（１）の両開口部（２）側に夫々設けた
ものであり、この縮径部（３）を缶胴（１）の開口部（
２）側に絞込加工を施して開口部（２）に形成した開口
径Ｗ、とし次式で得られた値で６〜１５％の範囲とする
もので ある。

このような缶胴を形成するためには、缶胴の一端側或は
両端側に缶胴の中央側から開口部側に複数の間隔を存し
、そして開口部側から遠い順に複数回の絞込加工を施し
て缶胴中央側から開口部側に向って相隣れる小径部の缶
胴径より順次小径で複数の段部を備える縮径部を形成し
て最終口径まで絞込む方法により行う。

前記図示例では、缶胴（１）の開口部（２）側に絞込加
工により開口部（２）に向って相隣れる小径部（４）の
胴径より順次小径で複数の段部（５）を備える縮径部（
３）を構成させたものであるが、本発明は缶胴（１）の
開口部（２）側にこの開口部（２）に向って相隣れる小
径部（４）の胴径より順次小径で複数の段部（５）を備
える縮径部（３）を絞込加工により形成させた後に次い
で缶胴（１）の少なくとも一方の開口部（２）側に形成
された小径部（４）と段部（５）とを有する縮径部（３
）を缶胴（１）の内外面からロールにより押圧して開口
部（２）に向って缶胴径Ｗが次第に小径となるなめらか
な連続した縮径部を形成することも包含する。

本発明者は、このような過酷な絞込加工を従来の缶胴素
材からなる溶接缶胴に施すときには、その絞込加工の部
分で樹脂被覆層の被覆効果が著しく低下することを知見
し、これを検討した結果、前記した本発明の缶胴素材を
用いることにより、かかる不都合が解消できることを知
見して本発明を完成した。

即ち、本発明では鋼板の錫層、つまり合金化せず残留し
た錫を５０ｍｇ／％以上確保しておき、且つ該錫層を鋼
板全面を覆うのではなくその１０〜６０％の範囲に不連
続状（島状若しくはまだら状）に分布した状態でメッキ
した鋼板を用いる、この錫量が５０ｍｇ／Ｍ以上とする
のは基体鋼板の保護及び溶接性を良好とするためである
。そして、鋼板を不連続状に錫層で覆うのであるが、１
０％未満の状態では、ティンフリースチールと同様に絞
込加工を施したときの樹脂被覆層の接着性は良好である
が、５０ｍｇ／ｎｒ以上の錫量を確保するのが困難であ
り溶接性を低下させる。また、６０％を超えると、溶接
時にスプラッシュやクランクを発生し易くなり溶接部に
おける樹脂被覆層の剥離・ひび割れの原因となると共に
錫めっき鋼板の製造時のりフローおよび樹脂被覆層を設
ける際の焼付工程においてもろい錫酸化層を形成し、こ
れが樹脂被覆層と基体鋼板との間に介在し前記絞込加工
に耐える樹脂被覆層との接着強度以下に接着強度を低下
させる。

更に本発明で用いる錫メッキ鋼板は、前記の錫層の上に
、付着量２〜２０　ｍｇ／ｎｆの金属クロムとクロム換
算で付着量３〜２０信ｇ／ｍ２の酸化クロムとからなる
クロム・クロメート層を有する。このクロム・クロメー
ト層は、前記した島状に若しくはまだら状に不連続に分
布する錫層全体を被覆し、錫層の存しない鋼板表面を保
護し耐食性を向上させると共に樹脂被覆層との接着強度
を向上させる。

該クロム・クロメート層は金属クローム換算で５〜４０
■／イが適しており、４０■／ｎｆを越えると溶接性が
低下するので好ましくない。特に、該層を構成すると金
属クローム層及び酸化クローム層は各々金属クロムの付
着量が２〜２０■／Ｃｌｌ１であり酸化クロムの付着量
が金属クロム換算で３〜２０■／　ｃｉが適している。

また、本発明で用いる錫メッキ鋼板は、基体鋼板上に緻
密な合金層を形成せしめ耐食性を向上せしめるために、
下地層として、所望により５〜２００ｍｇ／％のニッケ
ル含有層を設けることができる。このニッケル含有層と
しては、基体鋼板上に設けられるニッケルめっき層や、
該ニッケルめっき層を焼鈍拡散処理して、その一部また
は全部を基体鋼板中に拡散させることにより形成される
ニッケル含有層やさらには基体鋼板上に設けられるニッ
ケルー鉄合金めっき層等がある。

以上の本発明の錫メッキ鋼板は、溶接部となる領域を除
いて、缶胴内面側が樹脂塗装され、その後、缶胴ブラン
クサイズに裁断された後に、丸められて両側端縁部が重
ね合せられ、その部分をシーム溶接して缶胴を形成する
。次いで、溶接部に樹脂塗装を施し、前記絞込加工を施
し更に缶胴端にフランジ加工を施し、その一端に缶蓋を
巻締し、必要に応じて缶体内面に補正塗装を施す。

このような缶胴の内面側に塗装する樹脂被覆層は、缶胴
が前記錫メッキ鋼板を用いる限り、通常缶内面塗料とし
て用いられている熱可塑型、あるいは熱硬化型樹脂塗料
を用いても、前記した過酷な絞込加工によっても、その
接着強度に支障が生じることはないが、耐食性および内
容物の変色やフレーバー性等を考慮して選択するべきで
あり、この点で熱硬化型樹脂塗料が適しており、具体的
には、エポキシ樹脂系塗料、ビニル樹脂系塗料、ビニル
オルガノゾル系塗料、ポリエステル系塗料、ポリアミド
系塗料、アクリル樹脂系塗料、アミノプラスト塗料、油
性系塗料等の１種または２種以上を組合せた熱硬化型塗
料が適している。

更に、好適例を具体的に挙れば、熱硬化型エポキシフェ
ノール樹脂、特に、ビスフェノール八から形成されたレ
ゾール型フェノール樹脂を６５重量％以上含有するフェ
ノール樹脂と数平均分子量１４００〜７０００のビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂を５０１５０〜５７９５重量
比で含有する熱硬化型エポキシフェノール樹脂塗料を用
い、膜厚２〜１０μの樹脂塗膜を形成させるのが好まし
い。

また、熱硬化型油性塗料としては従来よりＣエナメルの
ビヒクル成分として用いられてきたと同様の油性塗料、
即ち桐油、アマニ油、脱水ヒマシ油等の乾性油と、ロジ
ン変性フェノール樹脂、アルキルフェノール樹脂、キシ
レン樹脂等の油溶性樹脂と必要に応じて少量のグリセリ
ン・ペンタエリスリトールを用いて加熱反応させ、その
後、乾燥剤として鉄、マンガン、コバルト等のナフテン
酸或はリルン酸塩等の適量を加え、溶剤で稀釈すること
により得られる塗料を挙げることができる。

か＼る塗料は所望により、有機、無機の添加剤、改質材
を併用することができる。

更に本発明の溶接缶胴はまた、溶接に先立って、缶胴素
材の段階で、又は、溶接した後に前記した絞込加工に先
立って缶胴外面側にも塗装を施す。

この缶胴外面側の樹脂被覆層は、本発明の前記錫めっき
鋼板を用いるときは、缶胴内面側と同様に前記の過酷な
絞込加工を施しても樹脂被覆層が缶胴外面から剥離した
りひび割れを生じることがない。

そして、この缶胴外面側に塗装する塗料としては、耐汚
染性、すべり性、耐傷付性、耐熱水性等が要求されるた
め、アクリル樹脂系塗料、ポリエステル系塗料、エポキ
シ樹脂系塗料、アルキッド樹脂系塗料、アミノプラスト
樹脂系塗料の１種または２種以上を組合せた熱硬化型塗
料が適している。

上記の如く、本発明の錫めっき鋼板は接着性がすぐれて
いるため、缶胴外面側の塗装では、従来のぶりき材のと
きは、はぼ必須的に用いていた下塗りサイズコートは、
本発明では用いな（とも良好な接着性が得られ、前記し
た過酷な絞込加工を施しても樹脂被覆層に剥離等が生じ
ることがない。

以上の本発明の溶接缶体の錫めっき鋼板およびその塗装
された樹脂被覆層を模式図で示せば第２図及び第３図示
の通りである。第２図はニッケル含有層を設けていない
例であり、第３図はニッケル含有層を設けた例である。

（６）は、基体鋼板、（７）は錫鉄合金層、（８）は錫
層、（９）はクロム・クロメート層、０ωは樹脂被覆層
、（１１）はニッケル含有層である。

（実施例） 第１表に示すニッケルめっき量、錫めっき量、金属クロ
ム量、酸化クロム（クロム換算）量を第２図示の構造で
与えた板厚０．２２ｍｍの鋼板を用い、第１表に示す缶
胴内外面の樹脂塗装を施して、樹脂被覆原板を作成した
。

尚、第１表中、実施例６および比較例２は、缶胴外面側
の樹脂被覆層を形成するに当り、ポリエステル樹脂から
なるサイズコートをベースコートとして用いた２層の樹
脂被覆層を設けた。

次いでこの樹脂被覆原板をたんざく状の缶胴ブランクサ
イズに裁断し、丸め、ブランク端縁部を重ね合せ、公知
電気抵抗溶接機を用いて溶接速度６０ｍ／分で溶接を行
い円筒状の溶接缶胴を作成した。

次いで缶胴の開口部に公知ロール成形方法により絞込加
工を数段にわけて行い、第１図示の形状で、その最大縮
径部の縮径率を第１表のようにして絞込加工を施した缶
胴を作成した。

この缶胴の両開口端部にフランジ加工を施した後開口部
の一端にアルミイージーオープン缶蓋を２重巻締して空
缶を作成した。更に缶詰内容物としてミルクコーヒーを
充填し、ブリキ缶蓋で密封し、１２５’ＣＸ２０分のレ
トルト処理を施した後３７　’ＣＸ　ａケガ間の保存を
行った。

上記のような工程において、第１表に合せて示　　　゛
す試験条件により、樹脂被覆原板の状態で樹脂被覆層の
Ｔ−ｐｅｅｌ剥離強度を、また溶接缶胴製造時には溶接
性を、多段縮径絞込加工後には各縮径部の樹脂被覆層の
密着性を、また缶詰缶保存後内容物評価及び缶外面樹脂
被覆層の外観評価を行った。

尚、比較例１〜３は、本発明の錫めっき層の錫の分布割
合が本発明の範囲外のものであり、比較例４は従来のテ
ィン・フリー・スチール、比較例５はニッケルめっき鋼
板を用いたものである。また、比較例６．７は、本発明
の最大縮径率より小さい縮径率、比較例８．９は、大き
い縮径率で絞込加工を施したものである。

第１表の結果から明らかなように、本発明の実施例１〜
６は１３％という過酷な絞込加工を施した後も、缶胴内
外面の樹脂被覆層の密着性が優れ、更に、鉄溶出性、フ
レーバー性、印刷・塗装面の剥離状態、外面の誘発生状
態についても良好であった。従来の錫めっき鋼板を用い
た比較例１〜３は、缶胴内面側の縮径部における樹脂被
覆層の密着性が不良であり、サイズコートのない比較例
１は缶胴外面側の印刷・塗装面の剥離が顕著であり、サ
イズコートを施した比較例２も良好ではなかった。

サイズコートを施していない実施例１〜５は、サイズコ
ートを施した実施例６と缶外観の点で大差がなかった。

またティン・フリー・スチールを用いた比較例４および
ニッケルめっき鋼板を用いた比較例５は、縮径部での樹
脂被覆層の密着性は必ずしも不良ではなかったが、鉄溶
出が多く外面に錆が発生し保存性に問題があった。

比較例１の原板を用いた最大縮径率が４％の比較例６．
７は、縮径加工が小さいためいずれの点でも良好であっ
たが、比較例１との対比から、比較例１のように１３％
のような過酷な絞込加工には耐えられないことが判明し
た。

また、実施例１を用いて最大縮径率を１７％とした比較
例８．９では、必ずしも十分な缶高質を得られなかった
。

＊１）原板の各めっき層は、以下の手法で測定した。

（イ）ニッケルめっき量、錫めっき量は、けい光Ｘ線法
で測定した。

（［りクロメート処理は、全クロム量をけい光Ｘ線法で
測定し、さらに０．ＩＭ　ＮａＪＰＯａ溶液中で定電流
電解法を用いて金属クロム量を測定し、その差を酸化ク
ロム量とした。

＊２）合金化していない錫量であって、ＪＩＳ　Ｇ３３
０３に記載の電解剥離法によって測定した。

＊３）原板面積に対し合金化してない錫層の占める面積
割合。

＊４）　　主成分の樹脂のみを記載した。

＊　５）　’　Ｔ−ｐｅｅ１強度は第３図に示したよう
に原板ａに樹脂被覆層すを設け、樹脂被覆層どうしを接
着剤Ｃで張り合わせ、上下それぞれ９０’方向へ引っ張
り、樹脂被覆層が剥離する時の応力を測定した。なお、
表中、＜１ｋｇ／ｃｍは原板と樹脂被服層との接着強度
が原板の曲げ応力よりも小さく、１ｋｇ／ｃｍ以下と判
定したことを、また、＞　２　ｋｇ　／　ａｌｌは接着
強度が樹脂被服層と接着剤間の接着強度（約２ｋｇ／ｃ
ｍ）よりも大きいことを示す。

＊６）溶接性は、電気抵抗シーム溶接（５５０１１ｚ正
弦波）を用い板厚０．２２ｍ５＋の原板について重ね合
わせ部巾０．４０ｍｍ溶接速度６０ｍ／分で製缶し、溶
接電流の有効範囲及び溶接面の状態を観察゛　し判定し
た。

◎　溶接適性範囲が極めて広く良好な溶接が安定して得
られる。

Ｏ実用可能な範囲である。

Δ　スプラッシュ・クラックが多くなり溶接面を塗料で
補修被覆しにくい。

＊７）縮径絞込加工後の缶胴の樹脂被覆層の剥離あるい
はしわ等の欠陥を目視で判定した。

Ｏ異常なく良好な状態を示す。

Δ　実用範囲内であるが品質的に不安定。

×　実用不可 ＊８）缶詰缶の評価は以下の試験法により行った。

（イ）鉄溶出性、フレーバー性は、空缶にミルクコーヒ
ーを充填し、１２５℃、２０分レトルト後、３７°Ｃで
３ケ月間保存し、開缶後鉄溶出量の測定、フレーバーの
判定を行った。

（ロ）印刷、塗装面の剥離状態は、溶接部を含む缶胴加
工部外面の樹脂被覆層あるいは印刷面の剥離状態を目視
観察した。

（ハ）外面の講究生状態は、４５°Ｃ，湿度８５％ＲＨ
に１０日間保存後の錆の状態を判定した。

Ｏ異常なく良好な状態を示す。

Δ　実用範囲内であるが品質的に不安定。

×　実用不可 （効　果） 以上の説明から明らかなように、本発明によるときは、
溶接缶胴を形成する錫めっき鋼板が基体鋼板上に所定量
の錫層が不連続に分布すると共にその錫層を被覆して所
定量のクロム・クロメート層が存するため、缶胴内外面
に塗装した樹脂被覆層との接着が強固であるので最大縮
径率が６〜１５％という過酷な絞込加工を施しても、缶
胴内外面の保護被覆の効果が低下しない優品質に優れた
変形溶接缶胴を提供するの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の缶胴の縮径部を説明するための線図
、第２図及び第３図は、本発明の缶胴構造の模式図、第
４図は、Ｔ−ｐｅｅ１強度試験の説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、側縁部が溶接された缶胴の少くとも一方の開口部側
   に、この開口部に向って缶胴径が小径となる縮径部を絞
   込加工により設け、この縮径部における缶胴の軸心方向
   への缶胴の最大絞込寸法を缶胴径に対して６〜１５％と
   したものであって、缶胴を形成する表面処理鋼板が基体
   鋼板上に少なくとも錫鉄合金、錫層及びクロム・クロメ
   ート層を、この順序で有し、該錫層を形成する錫付着量
   が５０ｍｇ／ｍ＾２以上で且つ鋼板表面の１０〜６０％
   の範囲に不連続で分布すると共に、該クロム・クロメー
   ト層が金属クロム換算で５〜４０ｍｇ／ｍ＾２であり、
   該缶胴内外面に樹脂被覆層を塗布形成したことを特徴と
   する塗装された溶接缶胴。