JPS6350265B2

JPS6350265B2 -

Info

Publication number: JPS6350265B2
Application number: JP54148997A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yokoi; Hisashi Hotsuta
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 1979-11-19
Filing date: 1979-11-19
Publication date: 1988-10-07
Also published as: JPS5674436A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は継目からの鉄溶出防止効果及び継目の
腐食防止に優れた溶接罐及びその製造法に関す
る。従来、側部に継目を有する罐胴の製造法として
は、ハンダやポリアミド系接着剤等の格別の接合
剤を使用することなく、罐用素材の両端縁部を直
接溶接により接合する圧接方法が知られている。このような溶接罐は、継目の面積がハンダ溶接
罐に比して著しく小であり、また格別の接合剤を
必要としない等、資源節約の面で優れているが、
継目の耐腐食性及び塗料の密着性において未だ不
満足なものであり、特に内容品中への鉄溶出を防
止するという見地から十分に満足し得るものは未
だ知られていない。溶接罐の継目を腐食から防止しようとする従来
の試みは、罐胴の内面側に位置する継目に、樹脂
粉末、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エ
ポキシ樹脂、ビニール類、ポリアミド類、フエノ
キシ樹脂等の粉末を静電塗装により施こし、次い
でこの樹脂粉末を継目を覆うように融着させるこ
とから成つている（例えば特公昭48―4428号公
報）。しかしながら、溶接による継目には、鋭利
な切断かえり部を有する切断端縁部が存在するこ
と及び溶接部分には樹脂に対する密着性に乏しい
酸化物被膜等が形成されていることに関連して、
強固な密着被覆を形成させることが困難であり、
特に内容品を加熱によるレトルト殺菌に賦する場
合や、罐胴を補強する目的でビード加工等を行う
場合には、前記被覆が継目から部分的に或いは全
面にわたつて剥離するという傾向を示す。従つて、本発明の目的は、溶接により形成され
た罐胴の内面継目が樹脂被覆で完全に密着保護さ
れ、鉄溶出防止効果及び腐食防止効果に優れた溶
接罐を提供するにある。本発明の他の目的は、前述した溶接継目が変性
オレフイン樹脂から成る被覆で完全に密着保護さ
れ、この罐胴が苛酷なレトルト殺菌やビード加工
等に賦された場合にも被覆の密着性が維持される
継目保護溶接罐及びその製造法を提供するにあ
る。本発明によれば、金属素材の溶接により形成さ
れた側部継目を有し且つこの継目にはこの部分を
完全に覆う樹脂質被覆が設けられた溶接罐におい
て、前記樹脂質被覆はカルボニル基を１乃至600
ミリイクイバレンツ／100ｇの濃度で含有し且つ
曇り度（Haze）が30以下の変性オレフイン樹脂
から成ることを特徴とする溶接罐が提供される。本発明によれば更に、罐用金属素材を筒状に成
形し、対向する金属素材の両端縁部を熔接して側
部継目を形成し、且つ罐胴内面の側部継目部に樹
脂質被覆を施こすことから成る溶接罐の製造方法
において、カルボニル基を１乃至600ミリイクイ
バレント／100ｇの濃度で含有する変性オレフイ
ン樹脂を、微粒子或いはフイルムの形で前記側部
継目部に施こし、この微粒子或いはフイルムを変
性オレフイン樹脂の融点以上の温度に加熱して側
部継目部を構成する金属素材に融着された被覆層
を形成させ、次いでこの被覆層の温度を前記温度
から結晶化温度よりも低い温度迄急冷することを
特徴とする溶接罐の製造方法が提供される。本発明の溶接罐を示す第１図及び第２図におい
て、この罐は筒状に成形された罐用金属素材１、
素材の両端縁部を重ね合せ、溶接により接合した
継目２及びこの継目２を被覆する変性オレフイン
樹脂被覆層３から成つている。金属素材１としては、それ自体周知の罐用金属
素材、例えば圧延鋼板（ブラツクプレート）；ス
ズ、クロム、アルミニウム、亜鉛等の防食性金属
でメツキ処理された鋼板；或いはリン酸処理、ク
ロム酸処理、電解クロム酸処理等の化成処理され
た鋼板を挙げることができる。これらの各種鋼板の内でも好適な一例として、
スズメツキ量が１，12乃至11.2ｇ／m²で板厚が
0.05乃至0.60mmのスズメツキ鋼板を挙げることが
できる。このメツキ鋼板は溶融スズメツキ鋼板で
も、電気スズメツキ鋼板でもよく、後者はリフロ
ー板でもノーリフロー板でもよい。素材の好適な他の例は、電解クロム酸処理鋼
板、即ち金属クロム層と非金属クロム層からなる
保護被覆層を備えた鋼板である。金属クロム層及
び非金属クロム層からなる保護被覆層の厚みは、
要求される耐腐食性の程度によつても相違する
が、クロム量として0.54乃至2.4mg／ｄm²特に0.77
乃至1.55mg／ｄm²の範囲にあるのが一般的であ
る。金属クロム層と非金属クロム層との割合は製
造条件等によつても可成り相違するが、加工性、
耐腐食性、塗膜の密着性等の見地から、金属クロ
ム層が0.50乃至2.00mg／ｄm²特に0.7乃至1.3mg／
ｄm²の範囲、非金属クロム層がクロム量として
0.04乃至0.4mg／ｄm²、特に0.07乃至0.25mg／ｄm²
の範囲にあることが望ましく、板厚は0.10乃至
0.60mmの範囲にあるものが望ましい。これらの罐用金属素材は、その加工性を改善
し、かつ加工中における発錆傾向を抑制するため
に、製造直後にあるいは加工に先立つて、油剤或
いは有機高分子被覆層を施す場合が多い。このよ
うな油剤としては、例えば動物油脂、植物油脂、
或いはオレフイン油、ポリアルキレングリコール
油、アルキルナフテネート油、ジエステル油、シ
リコーン油、フツ化炭化水素油等の合成油等が使
用される。た有機高分子被覆層には任意の熱硬化
性乃至は熱可塑性樹脂、例えばフエノール―ホル
ムアルデヒド樹脂、キシレン―ホルムアルデヒド
樹脂、メラミン―ホルムアルデヒド樹脂、尿素ホ
ルムアルデヒド樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹
脂、熱硬化性ポリエステル樹脂、オレオレジナス
系樹脂、ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリエステル
樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニ
ル樹脂、塩化ビニル―酢酸ビニル樹脂、塩化ビニ
ル―酢酸ビニル―マレイン酸樹脂、ビニルブチラ
ール樹脂等の単独あるいは２種以上の組合せが使
用される。前述した油剤は金属素材当り0.001乃至0.010
ｇ／m²の塗工量で、有機高分子被覆は１乃至50μ
の塗膜厚になるように施されている。熔接による継目２は、重ね合せ（ラツプ）接合
により形成され、その重ね合せ巾は一般に0.2乃
至1.2mmの範囲にあり、その接合は重ね合せ部分
を加圧下に通電する電気抵抗溶接により行われて
いる。本発明は、カルボニル基を１乃至600ミリイク
イバレンツ（meq）／100ｇ重合体、特に２乃至
70meq／100ｇ重合体の濃度で含有する変性オレ
フイン樹脂を、溶接継目２を覆う樹脂質被覆３と
して用いること、及び被覆する変性オレフイン樹
脂の曇り度（Haze）を30以下、に抑制すること
に特徴を有するものである。既に前述した通り、溶接継目を被覆するための
保護樹脂としては種々のものが知られているが、
本発明では、比較的低い温度で溶融し且つこの溶
融条件下で比較的低い溶融粘性を示し、しかも継
目の段差を有効に充填すると共に切断かえり部に
も優れた密着性を示すものとして、前述した変性
オレフイン樹脂を選択するのである。本発明は更に、変性オレフイン樹脂の継目への
密着性、加工性及び腐食防止・金属溶出防止効果
は、その球晶（ラメラ）の生長の程度と密接関連
しており、被覆層を構成する変性オレフイン樹脂
の球晶の生長を抑制することにより、これらの諸
特性を顕著に向上させ得るという新規知見に基づ
くものである。変性オレフイン樹脂の球晶構造は、電子顕微鏡
や偏光顕微鏡観察により容易に確認することがで
きるが、球晶の生起は被覆層の透明性を低下させ
るので、球晶の生長の程度は、この被覆層の曇り
度（Haze）、即ちヘイズ＝拡散透過率（光量）／全透過率（光量）×10
0 と密接に関連している。尚、ヘイズの測定法は
JIS Ｋ―6714或いはASTM D883―62Tに詳細に
記載されている。本発明においては、変性オレフイン樹脂の曇り
度を前述した範囲とすることにより、継目への密
着性、特に耐熱水密着性、加工性、及び腐食防
止・金属溶出効果を、それ以外の場合に比して顕
著に向上させ得るのであつて、この事実は後述す
る例を参照することにより直ちに明白となろう。本発明においては、変性オレフイン樹脂のカル
ボニル基濃度を前述した範囲とすることも極めて
重要である。即ち、このカルボニル基の濃度が前
記範囲よりも低い場合には、継目に対する十分な
密着性を得ることが困難であり、また前記範囲よ
りも低い場合には、耐熱水密着性、加工性等が本
発明に比して劣るようになる。本発明において、変性オレフイン樹脂として
は、それ自体公知のカルボニル基含有エチレン系
不飽和単量体をグラフト共重合、ブロツク共重
合、ランダム共重合或いは末端処理等の手段でオ
レフイン樹脂の主鎖又は側鎖に導入したものの
内、前記条件を満足するものが使用される。カルボニル基含有エチレン系不飽和単量体とし
ては、カルボン酸、カルボン酸塩、カルボン酸無
水物、カルボン酸エステル、カルボン酸アミド乃
至イミド、アルデヒド、ケトン等に基づくカルボ
ニル

【式】基を単独で、或いはシアノ（―Ｃ ≡Ｎ）基；ヒドロキシ基；エーテル基；オキシラ
ン

【式】環等との組合せで有するエチレン系不飽和単量体の１種又は２種以上の組合せを
使用することができ、その適当な例は次の通りで
ある。Ａエチレン系不飽和カルボン酸：アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマ
ル酸、クロトン酸、イタコン酸、シトラコン
酸、５―ノルボルネン―２，３―ジカルボン
酸。Ｂエチレン系不飽和無水カルボン酸：無水マレイン酸、無水シトラコン酸、５―ノル
ボルネン―２，３―ジカルボン酸無水物、テト
ラヒドロ無水フタル酸。Ｃエチレン系不飽和エステル：アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、アク
リル酸２―エチルヘキシル、マレイン酸モノ又
はジ・エチル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル、γ―ヒドロキシメタクリル酸プロピル、β
―ヒドロキシアクリル酸エチル、グリシジルア
クリレート、グリシジルメタクリレート。Ｄエチレン系不飽和アミド乃至イミド：アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイミ
ド。Ｅエチレン系不飽和アルデヒド乃至ケトン：アクロレイン、メタクロレイン、ビニルメチル
ケトン、ビニルブチルケトン。本発明においては、上述した単量体の内でも、
エチレン系不飽和カルボン酸或いはエチレン系不
飽和無水カルボン酸が特に好適であり、これらの
単量体は単独で、或いはその他の単量体との組合
せでオレフイン樹脂の変性に使用される。これらのカルボニル基含有単量体は、極性基の
濃度が前述した範囲となるようにオレフイン樹脂
の主鎖又は側鎖に結合される。オレフインとしては、エチレン、プロピレン、
ブテン―１、ペンテン―１，４―メチルペンテン
―１等の１種又は２種以上の組合せから成るホモ
ポリマー乃至はコポリマーが挙げられる。機械的特性に優れた変性オレフイン樹脂を得る
ためには、例えばグラフト処理の場合には、原料
たるオレフイン樹脂としては、結晶性のオレフイ
ン樹脂を選び且つオレフイン樹脂の結晶化度があ
まりにも低くならない条件下にグラフト処理を行
うことが必要である。このために、幹ポリマーと
しては、高密度ポリエチレンやアイソタクテイツ
クポリプロピレン、或いはエチレン―プロピレン
共重合体の内高結晶性のものが好適に使用され、
更に結晶化度の低下が実質上生じないような温和
グラフト条件下では、中密度ポリエチレンや低密
度ポリエチレンをも使用し得る。上述したグラフト処理は、上述した制限を除け
ば、それ自体公知の条件下に行うことができる。
例えば、オレフイン樹脂から成る幹ポリマーとカ
ルボニル基含有エチレン系不飽和単量体とを、ラ
ジカル開始剤或いはラジカル開始手段の存在下に
接触させることにより、容易に変性オレフイン樹
脂とすることができる。幹ポリマーと単量体と
は、均一溶液系、固―液乃至は固―気不均質系、
熔融均質系で接触させることができる。開始剤と
しては、ジクミルパーオキシド、ｔ―ブチルヒド
ロパーオキシド、ジベンゾイルパーオキシド、ジ
ラウロイルパーオキシド等の有機過酸化物や、ア
ゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソプロピ
オニトリル等のアゾニトリル類等がそれ自体公知
の触媒量で使用される。ラジカル開始手段として
は、Ｘ―線、γ―線、電子線等のイオン化放射
線；紫外線或いは紫外線と増感剤との組合せ；混
練り（素練り）や超音波照射等の機械的ラジカル
開始手段等が使用される。例えば、均一溶液系の反応では、オレフイン樹
脂、単量体及び開始剤を、トルエン、キシレン、
テトラリン等の芳香族溶媒に溶解させてグラフト
を行ない、生成する変性オレフイン樹脂を沈澱と
して回収する。また、不均一系の反応では、オレ
フイン樹脂の粉末と単量体或いは単量体の稀釈液
とを、イオン化放射線の照射下に接触させてグラ
フトを行なう。更に均一熔融系の反応では、オレ
フイン樹脂、単量体或いは更に開始剤のブレンド
物を、押出機或いはニーダー等で熔融混練して、
変性オレフイン樹脂とする。これら何れの場合に
も、生成する変性オレフイン樹脂は、未重合の単
量体、ホモポリマー或いは開始剤残渣等を除去す
るために、洗滌、抽出等の精製処理に賦すること
ができる。また、生成する変性オレフイン樹脂
は、前述した芳香族溶媒中での再結晶操作に賦
し、その時の晶出条件を変化させることにより、
粒度の調節を行うこともできる。本発明に使用する変性オレフイン樹脂は、被覆
の機械的強度、耐熱水性、溶融被覆作業性等の見
地からは、0.80乃至1.00ｇ／c.c.、特に0.87乃至
0.91ｇ／c.c.の密度、及び１乃至100ｇ／10min、
特に10乃至50ｇ／10minの融解指数（melt
index、ASTM Ｄ―1505）を有することが望ま
しい。変性オレフイン樹脂被覆層３の厚みは10乃至
100ミクロンの範囲が好適であり、その巾は継目
を完全に覆うものであればよい。本発明の溶接罐の製造工程を示す第３―Ａ乃至
３―Ｈ図において、先ず第１工程（第３―Ａ図）
において、金属素材１の表面に、有機樹脂保護被
膜及びは酸化クロム被膜４のような非導電性の被
覆が存在する場合には、接合すべき両端縁部から
これらの被膜４を除去する。被膜の除去は特公昭
51―14189号公報に記載されているミリングカツ
ター、グラインダー等により容易に行われる。次いで、第２工程（第３―Ｂ図）において、こ
の素材１は公知のロールフオーミング操作に賦さ
れ、第３―Ｃ図に示す所定サイズの円筒形に成形
される。この円筒形に成形された素材１の重ね合わせ部
２′を、第３―Ｄ図に示す溶接工程において、上
下一対の電極ローラ６，６間に通し、電気抵抗溶
接による継目２を形成させ、かくして第４―Ｅ図
に示す溶接罐胴を形成させる。この際、上下一対
の電極ローラ６，６を、直接重ね合わせ部に接触
させる代りに、電極ワイヤー（図示せず）を介し
て、重ね合わせ部と圧接させるようにしてもよ
い。溶接の電源としては、交流、直流、整流波等
の任意のものを用いることができ、用いる印加圧
力、電圧及び電流は、従来溶接罐の製造に一般に
使用されている範囲のものでよい。本発明方法によれば、前述した変性オレフイン
樹脂を、微粒子或いはフイルムの形で前記側部継
目部２に施こし、この微粒子或いはフイルムを変
性オレフイン樹脂の融点以上の温度に加熱して側
部継目部を構成する金属素材に融着された被覆を
形成させ、次いでこの被覆層の温度を前記温度か
ら結晶化温度よりも低い温度迄急冷する。このために、第３―Ｅ図に示す溶接罐胴は、第
３―Ｆ図に示す塗装工程において接地され、内部
に荷電電極（図示せず）を備えた静電粉体塗装装
置７から供給される変性オレフイン樹脂の荷電粒
子８により、継目２の粉体塗装が行われる。変性オレフイン樹脂の粉体８が継目部に付着し
た溶接罐胴は、第３―Ｇ図に示す熱融着工程にお
いて、変性オレフイン樹脂の融点以上の温度に加
熱され、継目２の全ての部分への密着と被覆とが
有効に行われる。本発明によれば、この被覆層の形成に変性オレ
フイン樹脂を使用することにより顕著な利点が達
成される。即ち、この変性オレフイン樹脂は比較
的低温度で溶融するため、被覆樹脂そのものの熱
劣化や保護塗料の焦げによる劣化等が有効に防止
されると共に、比較的低い温度において継目の全
ゆる部分に密に充填されて密着し、優れた保護被
覆層を形成することが可能となる。溶融した変性オレフイン樹脂の被覆層３′を備
えた罐胴は、第３―Ｈ図に示す急冷工程に送ら
れ、前記溶融温度から結晶化温度よりも低い温度
迄急冷されることにより、球晶の形成の抑制され
た即ち、密着性、加工性、及び腐食防止・金属溶
出防止効果等に一層優れた変性オレフイン樹脂の
被覆層３を備えた溶接罐となる。本発明において、変性オレフイン樹脂は、一般
に粉体、特に粒径５乃至70ミクロンの粉体の形で
継目に施こすのが好ましく、この塗装は、前述し
た静電粉体噴霧塗装、流動浸漬塗装、溶射吹付法
等により好適に実施される。しかしながら、この
変性オレフイン樹脂は、所謂粉末散布や溶液の形
でも継目に施こすことができ、更に固化したフイ
ルム或いは溶融したフイルム乃至はテープの形で
も継目に施こすことができる。勿論、熔射法や押出被覆法の場合には、樹脂の
塗布と融着とが同時に行われることになり、この
場合には融着性を向上させるために、継目の部分
を予じめ予熱しておくことができる。罐胴の加熱による樹脂の融着は、例えば誘導加
熱、赤外線加熱、火焔による直火加熱、オーブン
等により容易に行うことができる。融着した樹脂の急冷は、罐胴を冷却用の水と接
触させるか、冷風と接触させるか、或いは冷却ロ
ールと接触させる等の手段で行い得る。これら何
れの場合にも、冷却温度或いは冷却速度等の条件
は、被覆層の曇り度（Haze）が本発明で規定し
た範囲となるように、変性オレフイン樹脂の種類
に応じて簡単な実験で定めればよい。一般には、変性オレフイン樹脂被膜の温度を、
１秒以内に結晶化温度よりも低い温度、特に常温
付近に迄急冷することが望ましい。本発明において、変性オレフイン樹脂被膜を急
冷することがこの被膜の曇り度（Haze）を30以
下とし、これにより被膜の耐剥離性を向上させる
上で重要であることは、次の実験事実を参照する
ことにより直ちに明白となる。板厚0.21mmのブリキ板に、無水マレイン酸変性
アイソタクテイツクポリプロピレン（カルボニル
基濃度180meq／100ｇ重合体MI＝19ｇ／10min）
の粉末を静電塗装により、下記第１表に示す膜厚
となるように塗布し、次いでピーク温度300℃、
この温度での保持時間20秒間となる成膜条件で加
熱処理した。この加熱処理後直ちに水冷して急冷
品のサンプルと、加熱処理後放冷して徐冷品との
２種類のサンプルを調製した。この２種類のサンプルからアマルガム法で樹脂
被膜を剥離し、(株)東洋精機製作所製直読ヘルズメ
ーターを使用し、Haze値を求めた。結果は下記
第１表の通りである。

【表】更に、Haze値が30％よりも大きい被膜では、
セロフアン感圧接着テープにより剥離試験におい
て或る確率（20〜30％）で塗膜の剥離を生じるの
に対して、Haze値を30％以下に抑制することに
より、接着テープによる剥離テストでの被膜の剥
離を皆無に抑制することが可能となつた。本発明を次の例で説明する。実施例板厚0.21mm、メツキ量＃25、硬度Ｔ―４のブリ
キ板を136×170mmの矩形罐胴ブランクに切り出し
た。この罐胴ブランクを、通常のシート抵抗溶接
機を用い、0.6mm巾にラツプさせ、それ自体公低
のブリキ溶接条件下にシーム溶接した。この溶接シーム部に下記特性、即ちカルボニル基濃度 180meq／100ｇ重合体結晶化度 62％融点 153℃ メルトインデツクス 19.0ｇ／10min を有する無水マレイン酸変性アイソタクテイツク
ポリプロピレンの粉末を最終膜厚が70乃至80μｍ
の範囲となるように静電塗装により施した。次い
で、この粉末被覆を、ピーク温度300℃、この温
度での保持時間20秒間となる成膜条件下に加熱処
理して、連続被膜を形成させた。加熱処理後、直
ちに重合体被膜を水冷により急冷（１秒以内に常
温）して、継目被覆罐胴を製造した。比較のため、加熱処理後の罐胴を放冷する（20
秒後に表面温度が100℃となる）以外は前記と同
様にして継目被覆罐胴を製造した。これら２種類の被覆溶接罐について、種々の試
験を行つた結果を下記第２表に示す。

【表】以上の結果から、変性オレフイン樹脂の曇り度
を30％以下に抑制することによつて、密着性、加
工性及び耐レトルト性等を顕著に向上させ得るこ
とが明白である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の溶接罐の断面図であり、第
２図は第１図の溶接罐の斜視図であり、第３―Ａ
図、第３―Ｂ図、第３―Ｃ図、第３―Ｄ図、第３
―Ｅ図、第３―Ｆ図、第３―Ｇ図及び第３―Ｈ図
は、本発明方法の一連の工程を説明するための説
明図である。引照数字１は金属材、２′は重ね合せ部、２は
継目、３は変性オレフイン樹脂被覆、６は電極ロ
ーラ、７は静電粉体塗装装置、８は荷電粒子を
夫々示す。

Claims

【特許請求の範囲】１金属素材の溶接により形成された側部継目を
有し且つこの継目にはこの部分を完全に覆う樹脂
質被覆が設けられた溶接罐において、前記樹脂質
被覆はカルボニル基を１乃至600ミリイクイバレ
ンツ／100ｇの濃度で含有し且つ曇り度（Haze）
が30以下の変性オレフイン樹脂から成ることを特
徴とする溶接罐。２変性オレフイン樹脂がエチレン系不飽和カル
ボン酸或いはエチレン系不飽和カルボン酸無水物
で変性されたオレフイン樹脂である特許請求の範
囲第１項記載の溶接罐。３前記オレフイン樹脂がアイソタクテイツクポ
リプロピレン或いは高密度ポリエチレンである特
許請求の範囲第１項記載の溶接罐。４罐用金属素材を筒状に成形し、対向する金属
素材の両端縁部を熔接して側部継目を形成し、且
つ罐胴内面の側部継目部に樹脂質被覆を施こすこ
とから成る熔接罐の製造方法において、カルボニ
ル基を１乃至600ミリイクイバレント／100ｇの濃
度で含有する変性オレフイン樹脂を、微粒子或い
はフイルムの形で前記側部継目部に施こし、この
微粒子或いはフイルムを変性オレフイン樹脂の融
点以上の温度において側部継目部を構成する金属
素材の融着された被覆層を形成させ、次いでこの
被覆層の温度を前記温度から結晶化温度よりも低
い温度迄急冷することを特徴とする溶接罐の製造
方法。５被覆層の温度を１秒以内に結晶化温度よりも
低い温度迄急冷する特許請求の範囲第４項記載の
方法。