JP4967208B2

JP4967208B2 - 自己潤滑性を有する樹脂被覆金属板及びその製造方法、並びに金属缶及び缶蓋

Info

Publication number: JP4967208B2
Application number: JP2001258610A
Authority: JP
Inventors: 亙黒川; 憲一郎中牧; 昌巳末永; 健一高尾
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2021-08-28
Also published as: JP2002347170A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂被覆金属板及びその製造方法、並びにこの樹脂被覆金属板から成る缶及び缶蓋に関し、より詳細には、缶及び缶蓋を生産ラインを汚すことなく、安定して成形加工することが可能な樹脂被覆金属板及びその製造方法、並びに缶及び缶蓋に関する。
また本発明は、生産時の蓋切れ性、開口時の開口力、巻締め性に優れた缶蓋にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属素材を熱可塑性樹脂フィルムで被覆した樹脂被覆金属板は、製缶用素材として古くから知られており、この積層体を絞り加工或いは絞り・しごき加工に付して、飲料等を充填するためのシームレス缶とし、或いはこれをプレス成形してイージーオープンエンド等の缶蓋とすることもよく知られている。
【０００３】
金属素材に積層する熱可塑性樹脂としては、加工性、耐腐食性、香味保持性等の見地から、エチレンテレフタレート単位を主体とし、所望により他のエステル単位を含むポリエステル或いは共重合ポリエステルが使用されている。
【０００４】
熱可塑性ポリエステルを被覆した樹脂被覆金属板からシームレス缶を製造するには、一般にストレッチ加工・絞り加工或いは更にしごき加工を行って缶底を成形し、次いで、ヒートセット、トリム、ネックフランジ加工という高度の加工に付されるため、樹脂被覆金属板そのままを上記成形工程に付した場合には、加工工具等との摩擦により缶胴部に破断を発生する恐れが高い。特に樹脂被覆金属板の缶外面と成るべき表面の滑り性は上記成形工程に付する場合に重要である。
【０００５】
同様に、樹脂被覆金属板から成るイージーオープン缶蓋では、バブル・ボタン成形時にくびれを生じ、リベット部に成形不良が発生する恐れが高い。また、缶蓋成形においても、樹脂被覆金属板の蓋外面となるべき面の滑り性は重要であり、巻締め時の安定性や開缶性にも影響する。
従って、このような問題の発生を防止するために、樹脂被覆金属板のポリエステル被覆層表面にワックスを塗布し、樹脂被覆金属板表面の滑り性を向上させた状態で成形加工に付している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、樹脂被覆金属板のポリエステル被覆表面に塗布されたワックスは、加工工具や搬送経路等に付着し、生産ラインの汚れの原因となる。特に工具に付着堆積したワックスは、絞り工程においてしわ押さえ力の減少をもたらし、製品のしわ発生の原因となるため好ましくない。
【０００７】
また、樹脂被覆金属板のポリエステル被覆層表面に塗布されたワックスは、成形工程が進むにつれて次第に減少するため、後段の工程において、ポリステル被覆層表面の潤滑性が低下し、缶胴部の破断や缶蓋のリベット部の成形不良の発生等の問題を生じる恐れが高くなる。
従って、前述した加工工具等の汚れによるしわの発生を防止するためには、加工工具等の頻繁な清掃が不可欠である一方、加工工具等が清掃された直後には成形工程の後段ではポリエステル被覆層表面の潤滑性の不足による破胴の発生という問題が顕著になるため、生産ライン運転時の加工条件が時間と共に大きく変動する原因となる。
【０００８】
また前述したように、樹脂被覆金属板から成る缶蓋においては、缶蓋外面の滑り性は、巻締め性や開缶時の開口力に影響し、ポリエステル被覆層表面にワックスを塗布した材料から作成した缶蓋では、安定した性能を得にくいという問題がある。
【０００９】
従って、本発明の目的は、樹脂被覆金属板作成後のワックスの塗布工程が不要で、生産ラインの汚れを減少させることにより、缶及び缶蓋を安定して成形加工することができる樹脂被覆金属板及びその製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、上記樹脂被覆金属板から作成された缶及び缶蓋、特に生産時の蓋切れ性、開口時の開口力、巻締め性に優れた缶蓋を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、金属基体と該基体表面に設けられた結晶性熱可塑性樹脂層から成る樹脂被覆金属板において、前記結晶性熱可塑性樹脂層が、ポリエステルを主体とする未延伸状態の樹脂であり、押出機中で混練された天然ワックスが押出し方向に配向した状態で分散されていることを特徴とする樹脂被覆金属板が提供される。
【００１１】
本発明の樹脂被覆金属板においては、
１．天然ワックスがパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ラノリンワックス、カルナバワックス及びこれらの誘導体のうちの、いずれか一種以上からなること、
２．天然ワックスが、結晶性熱可塑性樹脂層中に０．１〜４．０重量％の割合で配合されていること、
３．結晶性熱可塑性樹脂層表面の動摩擦係数が０．０３〜０．１０であること、
が好ましい。
【００１２】
本発明によればまた、押出機中で少なくとも結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂と天然ワックスを混練し、この天然ワックス配合結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂から成る層を製膜・巻取り工程を経ることなく金属板に積層することを特徴とする樹脂被覆金属板の製造方法が提供される。
本発明によれば更に、少なくとも結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂と天然ワックスを混練し、この天然ワックス配合結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂を製膜し、巻取られた未延伸状態のフィルムを金属板に熱接着することにより積層することを特徴とする樹脂被覆金属板の製造方法が提供される。
【００１３】
本発明によればまた、上記樹脂被覆金属板から成り、外表面及び／又は内表面に天然ワックスが分散された結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂層が形成されていることを特徴とするシームレス缶が提供される。
本発明によれば更にまた、上記樹脂被覆金属板からなり、蓋内表面及び／又は外表面に天然ワックスが分散された結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂層が形成されていることを特徴とする缶蓋が提供される。
【００１４】
【発明の実施形態】
本発明の樹脂被覆金属板は、金属基体と該基体表面に設けられた結晶性熱可塑性樹脂層から成る樹脂被覆金属板において、前記結晶性熱可塑性樹脂層にワックスが分散された状態で存在することが重要な特徴である。
前述した通り、従来熱可塑性ポリエステルが被覆された樹脂被覆金属板においては、樹脂被覆金属板を作成した後に、別工程でワックスが熱可塑性ポリエステル表面に塗布されていた。このため、樹脂被覆金属板の製造工程の他にワックス塗布工程が別途必要であると共に、表面に塗布されたワックスが加工工具等に付着・堆積し、これによりしわ押さえ力が低下し、しわの発生の原因となっていた。更に加工工具等に付着したワックスを頻繁に清掃する必要が生じると共に、製造工程の後段になると樹脂被覆表面のワックスが減少するため、清掃直後では、缶胴部の破断（破胴）やパンチからの抜け不良の発生の原因にもなっていた。
【００１５】
これに対して、本発明の樹脂被覆金属板では、結晶性熱可塑性樹脂層に予めワックスが配合されているため、樹脂被覆金属板の製造工程の他にワックスの塗布工程が不要であり、樹脂被覆金属板をそのまま製造工程に付すことが可能となる。しかもワックスは結晶性熱可塑性樹脂層中に分散された状態で、しかも結晶性熱可塑性樹脂の押出し方向に配向した状態で存在するので、結晶性熱可塑性樹脂に配合されたワックス粒子のうち適量が表面に存在することになり、加工工具等への過量な付着・堆積が有効に防止されるのである。
また、製造工程が進み、先に表面に存在していたワックスが消失しても、結晶性熱可塑性樹脂層の内側に存在するワックスが表面に滲出し、結晶性熱可塑性樹脂層表面には常にワックスが適量存在するため、製造工程の後段になっても潤滑性が低下することがなく、破胴の発生も有効に防止されパンチからの抜け不良も効果的に抑制されるのである。
【００１６】
すなわち、従来より熱可塑性樹脂にワックスのような滑剤を配合することは公知であるが、従来のワックス配合樹脂は、樹脂自身の滑性を向上させ、押し出し機内での流動性やスクリュー、ロール等との滑り性、樹脂同士のアンチブロッキング性を向上させる役割を担っていた。
本発明においては、ワックスが配合された結晶性熱可塑性樹脂を、金属基体上に積層することにより、金属缶、金属蓋等の金属製品の加工工程において、塑性流動によって樹脂中に配合されたワックスが外部滑性を発現するため、上述したような問題を解決することが可能となるのである。
【００１７】
［樹脂被覆金属板］
本発明の樹脂被覆金属板は、金属基体及びワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層を少なくとも一方の表面に有している限り、種々の構成を採用することが可能である。
また本発明の樹脂被覆金属板は、ワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層表面の動摩擦係数が０．０３〜０．１０、特に０．０３〜０．０７の範囲にあることが好ましい。動摩擦係数が上記範囲にあることにより、缶成形或いは缶蓋成形を行う際の成形加工性が更に向上するので好ましい。
【００１８】
更に本発明の樹脂被覆金属板においては、結晶性熱可塑性樹脂層は未延伸の状態であることが好ましい。一般にシームレス缶の製缶工程においては、絞り加工、絞り・深絞り加工、絞り・しごき加工等の手段に付され、薄肉化されて主に缶軸方向に分子配向が付与されるため、樹脂被覆金属板の結晶性熱可塑性樹脂層はこの金属基体の薄肉化に追従する必要がある。このため、機械的強度に優れた未延伸の状態であることが望ましいからである。
【００１９】
（結晶性熱可塑性樹脂）
本発明に用いる結晶性熱可塑性樹脂としては、勿論これに限定されないが、熱可塑性ポリエステル樹脂、オレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂等を挙げることができる。
熱可塑性ポリエステル樹脂としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ｐ−β−オキシエトキシ安息香酸、ビフェニル−４，４’−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−４，４’−ジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族ジカルボン酸を主体とするカルボン酸成分と、エチレングリコール、１,４−ブタンジオール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１,６− ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビタン等のアルコール成分から誘導されたポリエステルを挙げることができる。このポリエステルは、ホモポリエステルでも、共重合ポリエステルでも、或いはこれらの２種以上のブレンド物であってもよい。
【００２０】
オレフィン樹脂としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、線状超低密度ポリエチレン（ＬＶＬＤＰＥ）、アイソタクテイツクポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン−１、エチレン−ブテン−１共重合体、プロピレン−ブテン−１共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン−１共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、イオン架橋オレフィン共重合体（アイオノマー）或いはこれらのブレンド物等が挙げられる。
【００２１】
本発明において結晶性熱可塑性樹脂としては、上述した中でも熱可塑性ポリエステル樹脂を主体とするもの、中でもポリエチレンテレフタレートを最も好適に用いることができる。
かかる熱可塑性ポリエステル樹脂は、フィルム形成範囲の分子量を有するべきであり、フェノール／テトラクロロエタン混合溶媒を用いて測定した固有粘度が０．４以上、特に０．５乃至１．２の範囲にあることが好ましい。
【００２２】
（ワックス）
本発明において、結晶性熱可塑性樹脂中に配合させるべきワックスは、植物系ワックス、動物系ワックス、石油系ワックス等の天然ワックスの他、合成炭化水素や変性ワックス、水素化ワックス等の合成ワックス等、従来滑剤として使用されている公知のワックスを用いることができる。
中でも好適には、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ラノリンワックス、カルナバワックス及びこれらの誘導体を挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
最も好適な例としては、内部滑性に優れたワックスと外部滑性に優れたワックスの組み合わせが挙げられ、例えば、ラノリンは内部滑性に優れ、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス及びカルナバワックスは外部滑性に優れており、双方を併用することにより、ワックスの表面への滲出量をコントロールすることができる。
【００２３】
ワックスは結晶性熱可塑性樹脂中、０．１乃至４．０重量％、特に０．２乃至１．０重量％の量で配合することが好ましい。上記範囲でワックスが配合されていることにより、加工工具等を汚すことなく、充分な外部滑性を発現することが可能となる。
またワックスは、粉体の状態或いは溶融された状態の何れの状態でも結晶性熱可塑性樹脂に配合することができる。
本発明において、結晶性熱可塑性樹脂のワックス成分や含有量を調べるためには、石油系ワックス以外では樹脂被覆金属板をキシレン又はヘプタンで洗浄した後、煮出して、抽出された粉を赤外線分析することにより、また石油系ワックスの場合は煮出して液をＦＩＤガスクロマトグラフィーで分析することにより、その成分や含有量が明らかになる。
また、熱キシレン中、例えば６０℃１０秒程度浸漬後、表面に生じた凹凸を走査電子顕微鏡で倍率５０〜１０００倍程度で観察することにより、その分散状態が明らかになる。
尚、図１に、この方法によってワックスの分散状態が示された写真を図で表したものを示す。結晶性熱可塑性樹脂１中にワックス２が押し出された方向に伸びながら分散されている。
【００２４】
（金属基体）
本発明の樹脂被覆金属板においては、金属基体として、各種表面処理鋼板やアルミニウム等の軽金属板が使用される。表面処理鋼板としては、冷圧延鋼板を焼鈍した後二次冷間圧延し、亜鉛メッキ、錫メッキ、ニッケルメッキ、電解クロム酸処理、クロム酸処理等の表面処理の一種または二種以上行ったものを用いることができる。またアルミニウムメッキ、アルミニウム圧延等を施したアルミニウム被覆鋼板が用いられる。
また軽金属板としては、いわゆる純アルミニウム板の他にアルミニウム合金板が使用できる。アルミニウム合金板の一般的な例としては、通常缶胴材に使用されるＪＩＳＡ３００４Ｈ１９等の３０００系合金や蓋材に使用されるＪＩＳＡ５１８２Ｈ１９合金等の５０００系合金等がある。また、アルミニウムの表面処理は、リン酸クロメート処理やリン酸ジルコニウム処理等の金属イオンを含んだ表面処理が行われる。
金属板の元板厚は、金属の種類、容器の用途或いはサイズによっても相違するが、一般に０．１０乃至０．５０ｍｍの厚みを有するのがよく、この中でも表面処理鋼板の場合には０．１０乃至０．３０ｍｍの厚み、軽金属板の場合は０．１５乃至０．４０ｍｍの厚みを有するのがよい。
【００２５】
（層構成）
本発明の樹脂被覆金属板は、金属基体に前述したワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層が表面に少なくとも一層設けられていればよいが、勿論このワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層がもう一方の表面に設けられていてもよい。
特に缶蓋に使用する場合には、缶蓋の内外面にワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層が形成されていることが望ましい。
また後述するように、ワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層をフィルムの状態で金属基体に設ける場合には、ワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層と金属基体との間には、所望により接着プライマー層を設けることもできる。この接着プライマーは金属素材とフィルムとの両方に優れた接着性を示すものである。密着性と耐腐食性とに優れたプライマー塗料の代表的なものは、種々のフェノール類とホルムアルデヒドから誘導されるレゾール型フェノールアルデヒド樹脂と、ビスフェノール型エポキシ樹脂とから成るフェノールエポキシ系塗料であり、特にフェノール樹脂とエポキシ樹脂とを５０：５０乃至１：９９の重量比、特に４０：６０乃至５：９５の重量比で含有する塗料である。
【００２６】
更にワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層と金属基体の間には、金属基体の色を隠蔽するために、酸化チタン等の顔料が配合された樹脂から成る下地層を設けることもできる。
ワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層は、勿論これに限定されないが、１乃至５０μｍ、特に３乃至３０μｍの厚みを有するのが、金属基体の保護と加工性とのバランスの点で好ましい。
【００２７】
（樹脂被覆金属板の製造方法）
金属基体へのワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層の形成は、結晶性熱可塑性樹脂とワックスを混練した後、従来公知の任意の積層手段により行うことができ、例えば、押出しコート法、キャストフィルム熱接着法等により行うことができる。
結晶性熱可塑性樹脂へのワックスの配合方法としては、予め樹脂ペレットと粉砕した固形ワックスを混合し、ホッパーから単軸或いは二軸押し出し機へ投入する方法、ホッパーから樹脂を投入し、押し出し機中の別の投入口より液体または固体のワックスを投入する方法、予め高濃度のワックス配合結晶性樹脂ペレットを作成しておき、これを結晶性樹脂ペレットを混合して押し出すことにより所望の濃度とする方法等がある。
【００２８】
押出しコート法の場合、樹脂層の種類に対応する数の押出機を使用し、ダイを通してポリエステルを押出すと共に、これを溶融状態で金属基体上に押出しコートして、金属基体上に熱接着させる。この製造方法によれば、ワックス配合結晶性熱可塑性樹脂は、製膜・巻取り工程を経ることなく、直接金属板に積層することが可能となり、しかも積層されたワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層は未延伸の状態となる。
【００２９】
樹脂被覆金属板の押出しコート法による製造方法を説明するための図２において、金属板１を必要により加熱ロール２ａ，２ｂにより予備加熱し、チルロール３とニップロール４の間に供給する。一方、ワックス配合結晶性熱可塑性樹脂は押出機のダイヘッド５を通して薄膜６の形に押出され、チルロール３とニップロール４の間に金属板１と重ねられるように供給される。チルロール３とニップロール４は、強制冷却されており、金属板１にワックス配合結晶性熱可塑性樹脂から成る薄膜６を圧着して両者を熱接着させると共に、両側から急冷することにより、樹脂被覆金属板７を得る。熱接着後の樹脂被覆金属板は冷却水槽に導いて急冷し、熱結晶化を防止する。
【００３０】
次に、樹脂被覆金属板の押出しコート法による製造方法の他の例を図３に基づいて説明する。金属板１を必要により加熱ロール２ａ，２ｂ，２ｃにより予備加熱し、コーターロール８ａ，８ｂの間に供給する。一方、ワックス配合結晶性熱可塑性樹脂は押出し機のダイヘッド５ａ，５ｂを通して薄膜６ａ，６ｂの形に押出され、プレロール７ａ，７ｂを介してコーターロール８ａ，８ｂの間に金属板１と重ねられるように供給される。プレロール７ａ，７ｂはダイより押し出された溶融樹脂の膜幅を確保するためにダイヘッド付近に近づけて配置されるものであり、場合によっては取り外して使用することも可能である。コーターロール８ａ，８ｂの表面はバックアップロール９ａ，９ｂにより強制冷却されており、金属板１にワックス配合結晶性熱可塑性樹脂から成る薄膜６ａ，６ｂを圧着して両者を熱接着させると共に、両側から急冷することにより、両面樹脂被覆金属板１０を得る。熱接着後の樹脂被覆金属板は冷却水槽に導いて急冷し、熱結晶化を防止する。
【００３１】
また、ワックス配合結晶性熱可塑性樹脂から成るフィルムを用いる製造法の場合、図２または図３のダイヘッドの代わりに、ワックス配合結晶性熱可塑性樹脂から成るフィルムのロールを設け、巻戻したフィルムを図２の製造方法においてはチルロール３とニップロール４の間に、また図３の製造方法においてはコータロール８ａと８ｂの間に供給するようにすればよい。
上記フィルムは、ワックス配合結晶性熱可塑性樹脂をＴ−ダイ法やインフレーション製膜法で成形することにより得られる。フィルムとしては押出したフィルムを急冷した，キャスト成形法による未延伸フィルムを用いることが特に好ましい。
尚、本発明の樹脂被覆金属板から缶蓋にする場合には、未延伸フィルムを延伸温度で、逐次或いは同時二軸延伸し、延伸後のフィルムを熱固定することにより製造された二軸延伸フィルムを用いることもできる。
【００３２】
［シームレス缶］
本発明の金属缶は、前述した樹脂被覆金属板から形成され、且つワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層が外面側及び／又は内面側に位置している限り、任意の製缶法により製造することができる。
この金属缶は、側面継ぎ目を有するスリーピース缶であることもできるが、一般にはシームレス缶（ツーピース缶）であることが好ましい。このシームレス缶は、絞り加工、絞り・深絞り加工、絞り・しごき加工等の手段で製造される。その側壁部は樹脂被覆金属板の絞り・再絞り加工による曲げ伸ばし或いは更にしごき加工により、樹脂被覆金属板の元厚の２０乃至９５％、特に３０乃至８５％の厚みとなるように薄肉化されているのが好ましい。
尚、ワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層が外面側に位置している場合は、製缶工程において加工工具等を汚すことがないだけでなく、この缶は搬送性に優れているという利点もある。
【００３３】
［缶蓋］
本発明の缶蓋は、前述した樹脂被覆金属板を用い、且つワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層が少なくとも内面側に位置している限り、ステイ・オン・タブタイプのイージーオープン蓋の他、フルオープンタイプのイージーオープン蓋等任意の缶蓋とすることができる。
すなわち、一般に缶蓋の成形においては、シェル、カーリング、バブル・ボタン、スコア・ビード、パネル、ステークなど種類の異なる複数の成形加工が行われる。蓋内面側となるべき面においては、ワックスがないと、バブル・ボタン成形時にくびれを生じ、リベット部に成形不良が生じてしまう。一方蓋外面側となるべき面の滑り性は、巻締め時の安定性や開缶性にも影響するので、本発明においては、缶蓋内面側となるべき面及び／又は缶蓋外面側となる面に、ワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層が形成されるが、缶蓋内外面にワックス配合結晶性熱可塑性樹脂層が形成されていることが望ましい。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明を次の例で説明するが、勿論、以下の例によって限定されるものではない。特に、結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂は多層構成の場合やブレンド物の場合もあるが、ここでは、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンイソフタレートの共重合ＰＥＴにワックスを配合した例について述べる。
【００３５】
（樹脂被覆金属板の作成）
表１、２に示した樹脂および表３に示した金属板を用いて、表４、表５の構成で樹脂被覆金属板を作成した。表４のうち、ワックス配合結晶性熱可塑性樹脂には＊印を付した。実施例１〜１３および比較例１〜２に示した缶用の場合には、内面表層側の樹脂に２軸押出し機、内面下層側の樹脂には単軸押出し機を用いて２層Ｔダイにより押出した。また、外面樹脂層は２軸押出し機を用いてＴダイより押出した。押出された樹脂は冷却工程を経ることなく予め２５０℃に加熱した金属板の両面にニップロールで押し付けることにより、最終的に内面表層側の樹脂膜厚が５μｍ、内面下層側の樹脂膜厚が１５μｍ、外面側樹脂層の膜厚が１５μｍの樹脂被覆金属板を作成した。実施例１４〜１５については、Ｔダイより押出す工程までは実施例１〜９までと同じであるが、押出された樹脂を冷却ロールにて冷却して得られたフィルムを巻き取り一旦キャストフィルムとした。その後、作成したフィルムを巻き出しながら予め２５０℃に加熱した金属板の両面にニップロールで押し付けることにより、最終的に内面表層側の樹脂膜厚が５μｍ、内面下層側の樹脂膜厚が１５μｍ、外面側樹脂層の膜厚が１５μｍの樹脂被覆金属板を作成した。実施例１６〜２０および比較例３〜４に示した蓋用の場合には、内面樹脂と外面樹脂をそれぞれ２軸押出し機を用いてＴダイにより押出し、冷却工程を経ることなく予め２５０℃に加熱した金属板の両面にニップロールで押し付けることにより熱圧着し、最終的に内面樹脂、外面樹脂共に５μｍの樹脂被覆金属板を作成した。但し、実施例２１〜２２については、予めアルミ板の片面に熱硬化性塗料を常法により塗装し、焼付け乾燥して外面塗料とし、内面側のみ実施例１６〜２２と同様に樹脂被覆被覆した。
【００３６】
［実施例１〜１５、比較例１〜２］
（シームレス缶）
これらの樹脂被覆金属板から直径１５４ｍｍの円盤を打ち抜き、絞り加工を行い、浅絞りカップを得た。次いでこの浅絞りカップを薄肉化再絞り・しごき加工を行い、深絞りカップを得た。
この深絞りカップの寸法は以下のとおりであった。
カップ径：６６ｍｍ
カップ高さ：１２７ｍｍ
上記深絞りカップを２２０℃１分間のヒートッセット処理を行い、樹脂層の残留ひずみを除去し、その後トリミング、印刷焼付け、ネック成形、フランジ・リフランジ成形を行い、シームレス缶とした。
表４に示したとおり、実施例１〜１５は深絞りカップの成形が可能であったが、比較例１〜２では、浅絞りカップ成形時に破断を起こし、成形できなかった。
【００３７】
［実施例１６〜２２、比較例３〜４］
（缶蓋）
これらの樹脂被覆金属板から直径７８ｍｍの円盤を打ち抜き、常法により、シェル、カーリング、バブル、ボタン、スコア、パネル成形後、タブ付け、ラジアルコインなどの成形を行い、２０４径のＳＯＴエンドを作成した。各２０枚製蓋したうち、実施例１６〜２２は全枚数問題なく成形できたが、比較例３〜４ではボタン成形時にくびれやボタン部の破断が生じ、大多数が欠陥品となり最終工程まで成形できたのは各２枚のみであった。
【００３８】
［比較例５〜６］
（シームレス缶）
樹脂被覆金属板を作成後にワックスを６ｍｇ／ｍ^２表面に塗布してから成形した以外は、実施例１〜１５、比較例１〜２と同様に成形を行なった。
【００３９】
［比較例７〜８］
（缶蓋）
樹脂被覆金属板を作成後にワックスを２ｍｇ／ｍ^２表面に塗布してから成形した以外は、実施例１６〜２２、比較例３〜４と同様に蓋成形を行なった。
【００４０】
（摩擦係数の測定）
摩擦係数は樹脂被覆金属板を試料として、以下の測定条件を用いて測定した。
装置：テスター産業（株）摩擦係数測定装置LRU-1K、
線速：１０ｃｍ／ｍｉｎ、チャート・スピード：１２０ｍｍ／ｍｉｎ、
測定温度：２５℃、おもり：９００ｇ
求めた摩擦係数の結果は
×：０．１０以上、
○：０．０７以上０．１０未満、
◎：０．０７未満
として記号で表４、表５に示した。
【００４１】
（深絞り缶成形後の工具汚れ評価）
各１００缶加工を行なった後の各工程におけるしわ押さえ工具のワックス汚れを実施例４〜１１、比較例５〜６について目視で比較した。いずれの工程においても、実施例４〜１１では殆ど汚れはなかったが、比較例５〜６ではしわ押さえ工具の表面にワックスが付着しやや白濁していた。
【００４２】
（蓋成形後の工具汚れ評価）
各５００枚製蓋加工を行なった後のシェル成形時のしわ押さえ工具とバブル、ボタンなどリベット形成時のパンチおよびダイにおけるワックス汚れを実施例１６〜２１、比較例７〜８について比較した。いずれの工程においても、実施例１６〜２１では殆ど汚れはなかったが、比較例７〜８ではしわ押さえ工具、リベット形成パンチの表面にワックスが付着しやや白濁しており、リベット形成ダイにもワックス溜まり認められた。
【００４３】
【表１】

【００４４】
【表２】

【００４５】
【表３】

【００４６】
【表４】

【００４７】
【表５】

【００４８】
各材料の作成条件、摩擦係数、成形結果、工具汚れ評価結果をまとめて表４、表５に示した。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、金属基体と該基体表面に設けられた結晶性熱可塑性樹脂層から成る樹脂被覆金属板において、前記結晶性熱可塑性樹脂層にワックスが分散されていることを特徴とする樹脂被覆金属板を、金属缶及び缶蓋の製造に用いることにより、樹脂被覆金属板作成後のワックスの塗布工程が不要で、生産ラインの汚れを減少させることにより、金属缶及び缶蓋を安定して成形加工することが可能となった。しかも本発明によれば、成形ライン運転時の加工条件が時間によって変動することも有効に防止された。
また本発明の樹脂被覆金属板によれば、金属缶の破胴の発生が有効に防止され、缶蓋の生産時の蓋切れ性、開口時の開口力、巻締め性に優れた缶蓋を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の樹脂被覆金属板のワックスの分散状態を示す写真の模式図である。
【図２】本発明の樹脂被覆金属板の製造方法を説明するための図である。
【図３】本発明の樹脂被覆金属板の他の製造方法を説明するための図である。

Claims

金属基体と該基体表面に設けられた結晶性熱可塑性樹脂層から成る樹脂被覆金属板において、前記結晶性熱可塑性樹脂層が、ポリエステルを主体とする未延伸状態の樹脂であり、押出機中で混練された天然ワックスが押出し方向に配向した状態で分散されていることを特徴とする樹脂被覆金属板。
前記天然ワックスがパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ラノリンワックス、カルナバワックス及びこれらの誘導体のうちのいずれか一種以上からなる請求項１記載の樹脂被覆金属板。
前記天然ワックスが、結晶性熱可塑性樹脂層中に０．１〜４．０重量％の割合で配合されている請求項１又は２記載の樹脂被覆金属板。
前記結晶性熱可塑性樹脂層表面の動摩擦係数が０．０３〜０．１０である請求項１乃至３の何れかに記載の樹脂被覆金属板。
押出機中で少なくとも結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂と天然ワックスを混練し、この天然ワックス配合結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂から成る層を製膜・巻取り工程を経ることなく金属板に積層することを特徴とする樹脂被覆金属板の製造方法。
少なくとも結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂と天然ワックスを混練し、この天然ワックス配合結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂を製膜し、巻取られた未延伸状態のフィルムを金属板に熱接着することにより積層することを特徴とする樹脂被覆金属板の製造方法。
請求項１乃至４の何れかに記載の樹脂被覆金属板から成り、外表面及び／又は内表面に天然ワックスが分散された結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂層が形成されていることを特徴とするシームレス缶。
請求項１乃至４の何れかに記載の樹脂被覆金属板から成り、蓋内表面及び／又は外表面に天然ワックスが分散された結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂層が形成されていることを特徴とする缶蓋。