(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に走行する鋼板を巻き掛けて回転しながら前記鋼板に接触して前記鋼板を予め設定された温度まで加熱する複数の加熱ロールを備える加熱装置と、連続的に走行している状態で、前記加熱ロールによって前記予め設定された温度に加熱された前記鋼板上に樹脂フィルムをラミネートするラミネート装置とを備えるラミネート鋼板製造装置であって、
前記複数の加熱ロールの少なくとも１つの前記加熱ロールの外周面における軸方向の表面粗さＲｚが６．０〜１０．０μｍであることを特徴とするラミネート鋼板製造装置。
【請求項２】
前記鋼板は、表面粗さＲａが０．１０〜０．５０μｍである表面を持つクロムめっき鋼板である請求項１に記載のラミネート鋼板製造装置。
【請求項３】
前記加熱ロールは、その表面に硬質クロムめっき層を備える請求項１又は２に記載のラミネート鋼板製造装置。
【請求項４】
前記硬質クロムめっき層の厚みは、５０〜７０μｍである請求項３に記載のラミネート鋼板製造装置。
【請求項５】
外周面における軸方向の表面粗さＲｚが６．０〜１０．０μｍである加熱ロールを少なくとも１つ含む複数の加熱ロールを用い、連続的に走行する鋼板を回転する前記加熱ロールに巻き掛けて接触させて前記鋼板を予め設定された温度まで加熱し、
次いで、連続的に走行している状態で、前記加熱ロールによって前記予め設定された温度に加熱された前記鋼板上に樹脂フィルムをラミネートすることを特徴とするラミネート鋼板の製造方法。
【請求項６】
前記鋼板は、表面粗さＲａが０．１０〜０．５０μｍである表面を持つクロムめっき鋼板である請求項５に記載のラミネート鋼板の製造方法。
【請求項７】
前記加熱ロールは、その表面に硬質クロムめっき層を備える請求項５又は６に記載のラミネート鋼板の製造方法。
【請求項８】
前記硬質クロムめっき層の厚みは、５０〜７０μｍである請求項７に記載のラミネート鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱ロールを用いるラミネート鋼板製造装置およびラミネート鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、食缶や飲料缶用の素材として、鋼板上に樹脂フィルムをラミネートしたラミネート鋼板が用いられている。
ラミネート鋼板の製造方法としては、例えば、クロムめっき、錫めっきなどのめっき処理が施された鋼板を加熱して、加熱された鋼板上に樹脂フィルムをロールにて圧着する方法が知られている（特許文献１）。
また、ラミネート前の鋼板を加熱する方法としては、鋼板の進行方向に加熱ロールを複数配置した加熱装置を用いて鋼板を加熱する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６１−３６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、食缶や飲料缶用などに使用されるラミネート鋼板の鋼板表面は表面粗度が低い場合が多い。このような鋼板を加熱ロールで加熱する場合、走行する鋼板と加熱ロールとの接触による疵の発生を防止するために、ロール表面を鏡面仕上げした加熱ロールを使用する場合が多い。
加熱中に鋼板表面に疵が発生すると、ラミネート鋼板としての外観が悪くなるだけではなく、疵部分での耐食性の低下や、積層される樹脂フィルムの密着性の低下などが引き起こされる。さらには、ラミネート鋼板の絞り加工の際に、鋼板の疵がある部分で積層された樹脂フィルムが破れる虞もある。
【０００５】
一方で、ロール表面を鏡面仕上げした加熱ロールを使用すると、加熱ロールと鋼板とを接触させて加熱した際に、加熱ロール表面上に鋼板のエッジ部分の痕（エッジマーク）が付きやすく、耐久性に劣るという問題があった。表面の摩耗した加熱ロールで鋼板を加熱すると、鋼板の表面にもスクラッチ状の欠陥が混入する問題があり、結果として、加熱ロール自体を頻繁に交換する必要があり、ラミネート鋼板自体の生産性の低下を引き起こすことになる。
また、ロール表面を鏡面仕上げした加熱ロールを使用した場合、鋼板の走行時のスリップが頻繁に生じ、その際に鋼板表面に疵が生じるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みて、通板材となる被加熱鋼板表面での疵の発生が抑制され、その表面清浄性を優れたものとすることができると共に、加熱ロールの表面摩耗が抑制され、耐久性に優れたラミネート鋼板製造装置、およびラミネート鋼板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、従来技術の問題点について鋭意検討した結果、加熱ロールの表面を所定の表面粗さＲｚに調整することによって、上記課題を解決できることを見出した。
つまり、本発明者らは、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明のラミネート鋼板製造装置は、連続的に走行する鋼板を予め設定された温度まで加熱する複数の加熱ロールを備える加熱装置と、連続的に走行している状態で、予め設定された温度に加熱された鋼板上に樹脂フィルムをラミネートするラミネート装置とを備えるラミネート鋼板製造装置であって、複数の加熱ロールの少なくとも１つの加熱ロールの外周面における軸方向の表面粗さＲｚが６．０〜１０．０μｍであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のラミネート鋼板製造装置において、鋼板は、表面粗さＲａが０．１０〜０．５０μｍである表面を持つクロムめっき鋼板であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明のラミネート鋼板の製造方法は、外周面における軸方向の表面粗さＲｚが６．０〜１０．０μｍである加熱ロールを少なくとも１つ含む複数の加熱ロールを用いて連続的に走行する鋼板を予め設定された温度まで加熱し、次いで、連続的に走行している状態で、予め設定された温度に加熱された鋼板上に樹脂フィルムをラミネートすることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のラミネート鋼板の製造方法において、鋼板は、表面粗さＲａが０．１０〜０．５０μｍである表面を持つクロムめっき鋼板であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のラミネート鋼板製造装置およびラミネート鋼板の製造方法によれば、鋼板表面での疵の発生が抑制され、その結果、表面清浄性に優れたラミネート鋼板が得られると共に、加熱ロールの表面摩耗が抑制され、ラミネート鋼板の生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のラミネート鋼板製造装置を示す模式図である。
【図２】図１に示すラミネート鋼板製造装置における加熱装置内の加熱ロールの表面温度分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明のラミネート鋼板製造装置、および、ラミネート鋼板の製造方法について、図面を参照して説明する。
【００１５】
＜ラミネート鋼板製造装置＞
まず、図１を参照して、本発明のラミネート鋼板製造装置の好適実施形態を説明する。
図１は、本発明のラミネート鋼板製造装置１００の要部構成例を示す模式図である。
図１に示すように、鋼板Ｓは、図示しない上流側の処理セクション、例えば、ＴＦＳ（ティンフリースチール）めっき（クロムめっき）セクションから本発明のラミネート鋼板製造装置１００を経て下流側の処理セクション、例えば、ラミネート鋼板巻き取りセクションへ、パスライン１０に沿って矢印の方向に所定の速度で連続搬送される。
ラミネート鋼板製造装置１００は、加熱装置１２と、ラミネート装置２０とから構成される。加熱装置１２は、ラミネート装置２０よりもパスライン１０の上流側にある。
なお、ラミネート鋼板製造装置１００は、加熱装置１２の上流側に、パスライン１０に沿って、ブラシロールなどの表面を清浄処理するロールや、めっき量（クロム量）や板厚や表面欠陥等を計測する計測器などを備えていてもよいし、ラミネート装置２０の下流側にも、フィルム表面の欠陥を監視する計測器などを備えていてもよい。
以下では、まず、鋼板Ｓについて詳述し、その後加熱装置１２、ラミネート装置２０の構成について詳述する。
【００１６】
（鋼板）
本発明で対象とする鋼板Ｓは、長尺状の鋼板であり、その種類は特に制限されない。例えば、冷延鋼板、錫めっき鋼板（ぶりき）やクロムめっき鋼板（ＴＦＳ）など各種めっきが施された鋼板（めっき鋼板）が挙げられる。特に、得られたラミネート鋼板を缶用途に使用する場合は、ＴＦＳ鋼板を使用することが好ましい。
なお、鋼板Ｓの表面粗さＲａは特に制限されないが、得られるラミネート鋼板を缶用途などに使用する場合、０．１０〜０．５０μｍ程度が好ましい。表面粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１に準拠して測定する。
また、めっき鋼板を使用して得られるラミネート鋼板を缶用途などに使用する場合、めっき付着量は約１００〜１５０ｍｇ／ｍ2であることが好ましい。
【００１７】
（加熱装置）
加熱装置１２は、上流側の処理セクションに接続され、上流側の処理セクションから連続的に搬送される（走行する）鋼板Ｓを受け入れ、樹脂フィルムＦを鋼板Ｓ上にラミネートする前に、鋼板Ｓを樹脂フィルムＦが接着可能な予め設定された温度（所定温度）まで加熱する装置であり、複数の加熱ロール１４が配設される。加熱ロール１４により、鋼板Ｓを加熱することにより、雰囲気加熱よりも厳密な板温調整が可能となる。
鋼板Ｓは、加熱装置１２内の複数の加熱ロール１４に接触して、巻きかけられて走行する間に、所定の温度まで加熱される。
【００１８】
加熱ロール１４の表面には、硬質クロムめっき等の処理が施されているのが好ましい。加熱ロール１４が硬質クロムめっき等を表面に備えることにより、鋼板Ｓとの接触の際に疵の発生がより抑制される。なお、硬質クロムめっき層の厚みは、５０〜７０μｍであることが好ましい。
【００１９】
本実施形態において、加熱装置１２は、加熱ロール１４を８本備えるが、加熱装置１２内における加熱ロール１４の本数は本実施形態に限定されない。ただし、熱膨張による鋼板Ｓ表面への疵の混入防止のため、および、樹脂フィルムＦを溶融ムラなく熱圧着するために、５〜３０本程度の加熱ロールを使用して鋼板Ｓを加熱することが、好ましい。
【００２０】
本実施形態において、加熱ロール１４は交互に上下に配置されており、鋼板Ｓはその両面を交互に上下に配置された加熱ロール１４と接触させながら搬送される。なお、加熱装置１２内の加熱ロール１４すべてが加熱されている必要はないが、板温制御の観点からは、すべて温度制御可能とすることが好ましい。
【００２１】
本実施形態において、加熱ロール１４の加熱方式は特に限定するものではないが、例えば、その内部のロール軸に温水や蒸気を通して表面温度を調整する、または、その内部のロール軸に配置された電熱線によって表面温度を調整するなどの方法が考えられ、設定したい温度などに応じて適宜選択すればよい。
【００２２】
加熱ロール１４を８本とし、その表面温度をラインの上流側から段階的に高くした例を図２に示す。このように、表面温度をラインの上流側から段階的に高くすることにより、加熱時の鋼板Ｓの熱膨張をより抑制することができ、結果として鋼板Ｓ表面上での疵の発生をより抑制することができ、好ましい。図２に示すように、本実施形態において加熱ロール１４の表面温度は５０〜２８０℃の範囲で調整される。各加熱ロール１４の温度調整は、各加熱ロール１４とつながった図示しない温度制御装置によって実施される。
なお、加熱ロール１４の表面温度の範囲は、積層される樹脂フィルムＦの種類によって必要な温度に適宜調整すればよい。
また、加熱装置１２通過後の鋼板Ｓの表面温度は、ラミネート装置２０で使用される樹脂フィルムＦの種類に基づいて決定されるが、缶用材料の場合は、例えば、２００〜２８０℃の範囲となるように調整される。
【００２３】
加熱ロール１４の温度分布は本実施形態に限定されず、加熱ロール１４がすべて同じ表面温度であってもよい。また、加熱ロール１４の表面温度の範囲は、本実施形態と異なる範囲であってもよい。
【００２４】
本発明において、加熱ロール１４の外周面における軸方向の表面粗さＲｚは、６．０〜１０．０μｍである。表面粗さＲｚが上記範囲内であれば、加熱ロール１４の表面摩耗が抑制されると共に、鋼板Ｓ表面上での疵の発生も抑制される。これらの抑制効果がより優れる点で、表面粗さＲｚは７．０〜９．０μｍが好ましい。
該表面粗さＲｚが６．０μｍ未満の場合、加熱ロール１４の表面での摩耗が生じやすく、加熱ロール１４の耐久性に劣り、摩耗が進行すると、加熱ロール１４の交換が必要となり、製造ラインを停止する必要がでてくるので、結果としてラミネート鋼板の生産性が低下する。該表面粗さＲｚが１０．０μｍ超の場合、鋼板Ｓ表面に疵が数多く発生し、ラミネート鋼板の表面清浄性など諸特性に劣る。
なお、表面粗さＲｚは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１に準拠して測定する。
【００２５】
加熱ロール１４の外周面の表面粗さＲｚを上述した範囲に調整する方法は特に制限されず、ショットブラスト法や、所定の表面粗さＲｚを有する型に加熱ロールを押し付けて、その表面形状を加熱ロール表面に転写する方法など公知の方法が用いられる。
【００２６】
図１に示す本実施形態においては、すべての加熱ロール１４が、上述した表面粗さＲｚの要件を満たす。
なお、本実施形態に限られず、加熱装置中の複数の加熱ロールのうち少なくとも１つの加熱ロールが、上述した表面粗さＲｚの要件を満たせばよいが、すべての加熱ロールが上述した表面粗さＲｚの要件を満たすことが好ましい。
【００２７】
（ラミネート装置）
ラミネート装置２０は、加熱装置１２で予め設定された温度に加熱された鋼板Ｓが連続的に走行している状態で、鋼板Ｓ上に樹脂フィルムＦをラミネートして、鋼板Ｓ表面上に樹脂フィルムＦを熱融着させる装置である。
ラミネート装置２０は、図示しない樹脂フィルム払い出し装置と、２つのガイドロール２４と、走行する鋼板Ｓを厚み方向両側から挟む一対のラミネートロール２２を備える。
樹脂フィルム払い出し装置から払い出された樹脂フィルムＦはガイドロール２４を介して、ラミネートロール２２と予め設定された温度に加熱された鋼板Ｓとの間に案内され、ラミネートロール２２によって鋼板Ｓ上に圧着される。
【００２８】
ラミネートロール２２は、冷却機能を備えることが好ましい。例えば、内部水冷式として冷却水を通過させることで、樹脂フィルムＦが過度に加熱されるのを抑制することができる。更に、冷却水の温度を変化させることで、樹脂フィルムＦの熱履歴を制御できるため、好ましい。
【００２９】
ラミネートロール２２を用いたラミネート条件については、使用される樹脂フィルムＦの種類に応じて適宜設定される。
例えば、ラミネートロール２２の表面温度は特に制限されないが、樹脂フィルムＦの密着性がより優れる点で、６０〜１２０℃であることが好ましい。
また、ラミネート開始時の温度を少なくとも樹脂フィルムＦの融点以上とし、ラミネート時に樹脂フィルムＦの受ける温度履歴として、樹脂フィルムＦの融点以上の温度で接している時間を１〜２０ｍｓｅｃの範囲とすることが好ましい。
さらに、ラミネート時の加圧の程度は特に制限されないが、面圧として９．８〜２９４Ｎ／ｃｍ2（１〜３０ｋｇｆ／ｃｍ2）が好ましい。この値が低すぎると、樹脂フィルムＦの十分な密着性を得難い場合がある。また、加圧が大きいとラミネート鋼板の性能上は不都合がないものの、ラミネートロール２２にかかる力が大きく設備的な強度が必要となり装置の大型化を招くため不経済である。
【００３０】
なお、ラミネート装置２０は一対のラミネートロール２２を有しており、鋼板Ｓの両面に樹脂フィルムＦをラミネートする。
なお、鋼板Ｓの一方の表面（主面）にのみ樹脂フィルムＦをラミネートする場合は、鋼板Ｓの一方の表面（主面）側にのみ樹脂フィルムＦを供給すればよい。
【００３１】
（樹脂フィルムＦ）
樹脂フィルムＦとしては、鋼板Ｓに熱融着可能であればその種類は特に制限されない。樹脂フィルムＦを構成する材料としては、例えば、低密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂、マレイン酸変性ポリプロピレン等の変性ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合樹脂、ポリカーボネート樹脂、またはこれらのブレンド樹脂などが挙げられる。
【００３２】
＜ラミネート鋼板の製造方法＞
次に、上記したラミネート鋼板製造装置１００を用いた、ラミネート鋼板の製造方法について詳述する。
まず、鋼板Ｓが搬送ロール（図示しない）によってパスライン１０を下流側から上流側へ連続搬送され、加熱装置１２へ搬送される。搬送速度（ライン速度）は特に制限されないが、通常、ラミネート鋼板の生産性の点から、１００〜３００ｍ／ｍｉｎの場合が多い。
加熱装置１２においては、鋼板Ｓは加熱装置１２に設置された加熱ロール１４群に接触して、所定の温度まで加熱される。なお、加熱装置１２通過後の鋼板Ｓの表面温度は、上述したように、例えば、２００〜２８０℃の範囲となるように調整される。
【００３３】
水平方向に走行する鋼板Ｓは加熱装置１２内の最後に配置される加熱ロール１４を経て垂直方向に走行し、ラミネート装置２０内の一対のラミネートロール２２の間に搬送される。
一方、樹脂フィルムＦは、図示しない樹脂フィルム払い出し装置から払い出され、ガイドロール２４を介して、ラミネートロール２２と鋼板Ｓとの間に供給される。なお、この過程で樹脂フィルムＦに対して加熱処理が施される場合もある。
次いで、樹脂フィルムＦはラミネートロール２２で鋼板Ｓに圧着され、鋼板Ｓが保有する熱により鋼板Ｓの両面にそれぞれ熱融着する。
【００３４】
上記方法によって得られたラミネート鋼板は、外観特性に優れると共に、耐食性および樹脂フィルムの密着性にも優れる。該ラミネート鋼板は主に、缶用途に使用される。
【実施例】
【００３５】
上記図１に示した本発明のラミネート鋼板製造装置を用いて、クロムめっき鋼板（板厚：０．２２０ｍｍ、表面粗さＲａ：０．２５μｍ）上に樹脂フィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム））をラミネートしてラミネート鋼板を製造した。
その際、加熱ロールの外周面の軸方向の表面粗さＲｚを変更して、鋼板表面に発生する疵の密度、および、加熱ロールの耐久性について検討した。
【００３６】
なお、クロムメッキ鋼板の走行速度は２００ｍ／ｍｉｎであった。また、加熱装置通過後のクロムめっき鋼板の表面温度は２２０℃となるように加熱した。
また、加熱ロールの表面粗さＲｚは、ショットブラスト法にて所定の範囲となるように調整した。
【００３７】
得られたラミネート鋼板表面を観察し、４００ｍｍ2の範囲において目視で観察可能な疵の数を測定した。なお、目視で観察可能な疵の最小の大きさは約５０μｍ程度であった。観察の結果を表１の「微小疵発生密度」欄に示す。
【００３８】
また、加熱ロールの耐久性に関して、加熱ロールの表面摩耗が目視確認でき、交換が必要となるまでの寿命によって判定した。観察の結果を表１の「加熱ロールの耐久性」欄に示す。
【００３９】
【表１】
0005838782.tif 000002
【００４０】
表１に示されるように、加熱ロールの表面粗さＲｚが６．０〜１０．０μｍの範囲内にある場合、例３〜６に示すように鋼板表面上での疵の発生が抑制され、かつ、加熱ロールの耐久性も向上した。
一方、加熱ロールの表面粗さＲｚが６．０μｍ未満の場合、例１〜例２に示すように加熱ロールの耐久性に劣った。また、例７〜９に示すように加熱ロールの表面粗さＲｚが１０．０μｍ超の場合、鋼板表面で疵の発生が見られた。
【符号の説明】
【００４１】
１００  ラミネート鋼板製造装置
１０  鋼板
１２  加熱装置
１４  加熱ロール
２０  ラミネート装置
２２  ラミネートロール
２４  ガイドロール
Ｓ  鋼板
Ｆ  樹脂フィルム
【図１】
0005838782.tif 000003
【図２】
0005838782.tif 000004