(57)【要約】【課題】フィルム熱圧着方式で製造した場合であっても、表面が荒れて見えず、手で触れてもザラザラ感の無いラミネート鋼板を製造可能なラミネート鋼板の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明に係るラミネート鋼板の製造方法は、ポリエチレンテレフタレート及び／又はポリブチレンテレフタレートを主成分とする２０μｍ以下の厚さの２軸延伸フィルムをフィルム熱圧着方式で鋼板にラミネートするステップを含み、ラミネート前の鋼板の表面粗さＲａが０．３０μｍ以上であり、ラミネート後の２軸延伸フィルムの表面粗さＲａを０．２０μｍ未満、ラミネート後の２軸延伸フィルムの面配向係数を０．０５以上とすることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレンテレフタレート及び／又はポリブチレンテレフタレートを主成分とする２０μｍ以下の厚さの２軸延伸フィルムをフィルム熱圧着方式で鋼板にラミネートするステップを含み、ラミネート前の鋼板の表面粗さＲａが０．３０μｍ以上であり、ラミネート後の２軸延伸フィルムの表面粗さＲａを０．２０μｍ未満、ラミネート後の２軸延伸フィルムの面配向係数を０．０５以上とすることを特徴とする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、３ピース金属缶用胴及び蓋部材や２ピース金属缶用胴及び蓋部材に適用して好適なラミネート鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属容器の分野ではラミネート化が進行している。ラミネート化とは、従来の塗装材や無塗装材に代わって、金属容器用部材の少なくとも一部にラミネート鋼板を用いることである。ラミネート鋼板を用いた金属容器の特徴としては、耐食性や耐疵付性に優れる等の魅力的な性能があるが、一方で、製造法等の条件によっては従来の塗装材に比較して性能が劣るケースもある。一般に、ラミネート材は塗装材に比較して表面が平滑で光沢があるが、製造条件によっては、逆に表面が荒れて見えるケースもある。特に白色等の不透明な着色フィルムでは透明なフィルムに比較して表面が荒れて見えるケースがある。また、見た目では荒れている様子が分からなくても、手で触れた際にザラザラ感がある等の不具合もあり好ましくない。表面の荒れは、ラミネート後のフィルム表面の粗さと相関があるが、表面が平滑なフィルムを用いてラミネート鋼板を製造しても、ラミネート条件やフィルムによっては表面が荒れて見えたり、手触りが悪かったりする（ザラザラする）等の不具合が出る。特許文献１には、フィルム熱圧着方式での製造方法ではなくＴダイラミネート方式での製造方法ではあるが、ラミネートロール表面の粗度を低くすることによってフィルム表面を平滑にできると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２０３４０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明の発明者らが特許文献１記載の発明をフィルム熱圧着方式での製造方法に適用してみたところ、ラミネートロールの粗さを低くしても表面光沢が得られない場合があり、課題は解決されなかった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、フィルム熱圧着方式で製造した場合であっても、表面が荒れて見えず、手で触れてもザラザラ感の無いラミネート鋼板を製造可能なラミネート鋼板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るラミネート鋼板の製造方法は、ポリエチレンテレフタレート及び／又はポリブチレンテレフタレートを主成分とする２０μｍ以下の厚さの２軸延伸フィルムをフィルム熱圧着方式で鋼板にラミネートするステップを含み、ラミネート前の鋼板の表面粗さＲａが０．３０μｍ以上であり、ラミネート後の２軸延伸フィルムの表面粗さＲａを０．２０μｍ未満、ラミネート後の２軸延伸フィルムの面配向係数を０．０５以上とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るラミネート鋼板の製造方法によれば、フィルム熱圧着方式で製造した場合であっても、表面が荒れて見えず、手で触れてもザラザラ感の無いラミネート鋼板を製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の発明者らは、フィルム表面の荒れが具体的にどの様な形態であるかを観察することで解決の糸口を探ることとした。光学顕微鏡による表面観察のため、蒸着法でフィルム表面を薄くコーティングし透過光の影響を抑えた。このようにして、表面荒れが観察されるラミネート鋼板のフィルム表面を観察した結果、凹凸形状は鋼板の製造方向と同向きの筋状の形状であることが確認された。この方向は、ラミネートロールの研磨方向と一致する。しかしながら、ラミネートロールの粗さを限界まで下げてもフィルム表面の荒れが観察されることから、更なるラミネートロールの粗さ低減が必要か、又は、ラミネートロール以外の要因があると整理された。
【０００９】
次に、各種ラミネート条件やフィルム条件を変えることでフィルム表面の荒れとの相関を調べた。結果、ラミネート温度が高いものや厚さの薄いフィルムでフィルム表面の荒れが顕著となる傾向があることがわかった。ところが、同じラミネート温度や同じ厚さの薄いフィルムでもフィルム表面の荒れが発生する場合としない場合とがあり、更なる解析が必要となった。本発明の発明者らは、厚さの薄いフィルムで表面の荒れが顕著になる傾向があることから、原板である鋼板の粗さがフィルム表面の荒れに影響を及ぼす可能性があることに思い至った。筋状の荒れは、鋼板の製造方向と一致するので、鋼板の圧延目とも一致する。
【００１０】
そこで、ラミネート鋼板の原板の粗さを変えてフィルム表面の荒れとの相関を観察した。結果、粗さが粗い原板ほど、フィルム表面の荒れが強まる傾向にあることが判明した。更に、フィルム厚と原板粗さの影響を改めて整理すると、フィルム表面の荒れが特に問題となるのは、原板の表面粗さがＲａで０．３０μｍ以上の範囲内にあり、且つ、フィルム厚が２０μｍ以下の範囲内にある場合であった。これらの領域を外し、単純に原板の粗さを低くすることや、フィルム厚を厚くすることでも、フィルム表面の荒れが問題とならないラミネート鋼板を提供できるが、原板の粗さやフィルム厚は、経済性や色調等の観点での制約がある場合が多く、それら制約がある用途には適用できない。換言すると、本発明は、原板粗さが粗く、フィルム厚が薄い場合でも荒れが問題とならないラミネート鋼板を提供するものである。
【００１１】
上記条件（原板の表面粗さＲａ≧０．３０μｍ、フィルム厚≦２０μｍ）で、フィルム表面の荒れが問題とならないラミネート鋼板を規定するために、再度、各種ラミネート条件で調査を実施した。結果、ラミネート後のフィルムの表面粗さＲａが０．２０μｍ未満であれば、フィルムの色に関らずフィルム表面の荒れが観察されず、手触りもザラザラ感の無い良好なものであることが判明した。これら知見を基に、本発明のラミネート鋼板におけるフィルムの表面粗さＲａを０．２０μｍ未満と規定した。
【００１２】
続いて、上述したラミネート鋼板を得るためのラミネート条件及びフィルム条件を検討した。原板の表面粗さがフィルム表面の粗さに影響を及ぼすメカニズムを考えた場合、原板の表面粗さがフィルム表面に伝播するのであるから、フィルムは硬くて変形し難い方が望ましいと考えられる。先の検討において、ラミネート温度が高いほどフィルム表面が荒れる傾向にあったこととも一致する。２軸配向結晶フィルムを用いた場合、ラミネート温度を高くすると結晶が多く溶ける傾向にある。
【００１３】
フィルムの硬さは、残存する２軸配向結晶量（残存配向結晶量）との相関があることが分かっている。すなわち、残存配向結晶量が多いとフィルムは硬く変形し難く、残存配向結晶量が少ないとフィルムは柔らかくなり変形し易くなる。従って、ラミネート温度を下げて残存配向結晶量を多く残すことで解決が図れる。しかしながら、残存配向結晶量はラミネート鋼板の特性に大きく影響を与えるため用途に応じた制約が大きい。すなわち、鋼板との密着性、加工性、耐食性、耐衝撃性、耐疵付性、及び耐熱性等に影響を与えるためである。
【００１４】
これら状況により、本発明の発明者らは、同じ残存配向結晶量でもフィルム表層が変形し難いフィルムの結晶構造を検討することとした。鋭意検討の結果、残存配向結晶量の総和は同じでもフィルム表層近傍の残存配向結晶量を多くすることでフィルム表層が変形し難い鋼板が得られることを見出した。鋼板側に近いフィルム部分が柔らかくて変形し易くても表層に残存配向結晶を高密度に残すことにより、表層の変形を抑えることができるのである。また、表層近傍の残存配向結晶量の指標として面配向係数を用いた場合、面配向係数を０．０５以上に調整することにより、フィルム表層の荒れが問題とならないラミネート鋼板が得られることが知見された。
【００１５】
本発明において、２軸延伸フィルムをポリエチレンテレフタレート及び／又はポリブチレンテレフタレートを主成分(両成分の和が８０ｗｔ％以上)とするフィルムに特定している理由は、金属容器用途に一般的に用いられるフィルムであることと、本発明に至る調査範囲の対象であるためである。本発明の技術思想、すなわち、残存配向結晶量を用途に応じた量を残しつつ、表層に残存配向結晶を多く残存させる構造を達成することで規定のフィルム以外でも効果は発現するものと推定されるが、調査範囲外であるため割愛したに過ぎない。
【００１６】
なお、０．０５以上の面配向係数を得るには、ラミネート条件を調整することで達成できる。具体的な条件は従来の知見に従えばよい。本発明のラミネート鋼板は、２軸延伸フィルムを連続的にフィルム熱圧着方式で鋼板にラミネートする方法でも得ることができる。このような方法としては、コイル状の鋼板を連続的に通板し、必要に応じてめっき処理等を施した後に鋼板をフィルムの融点以上に加熱し、鋼板よりも低い温度の１組２つのゴム製ラミネートロールで鋼板とフィルムとを同時に加圧しながら挟み込むことでラミネートと同時に鋼板温度をフィルム融点以下に下げ、直後に水等でクエンチする方法がある。このような方法においては、フィルムもコイル状のものを使用し、連続的に供給できるようにしているのが一般的である。
【００１７】
このようなラミネート法において面配向係数を高くするには、鋼板の温度を低くする、ラミネート時のラミネートロールとの接触時間を長くする、ラミネートロールの温度を低くする、あるいは、２軸配向結晶量の多いフィルムを使用する、２軸延伸フィルムを２層以上の構造にし、最上層に高融点のフィルムを使用する等の方法がある。ラミネートロールとの接触時間を長くするには、ラミネート時のラミネートロールの加圧力を上げる、ラミネートロールの材質を柔らかくする、ラミネート速度を低くする等の方法がある。また、これら条件は、残存配向結晶量にも影響を及ぼすので、目的や用途に応じて適宜調整すれば良い。例えば、ラミネート直前の鋼板温度で残存配向結晶量を調整し、ラミネートロールの加圧力で面配向係数を調整する等の方法がある。
【００１８】
概して、ラミネート時にフィルムに与えられる熱量の大きさが残存配向結晶量との相関が高く、ラミネート時にラミネートロールによって奪われる熱量がラミネートフィルム中の２軸配向結晶の残存量の分布と相関が高い。つまり、鋼板温度やラミネートロールとの接触時間、ラミネートロール温度等のラミネート条件は、相互に作用し２軸配向結晶の残存量の分布を定める。例えば、残存配向結晶量が一定となるように鋼板温度を調節する場合、ラミネートロールとの接触時間が長いほど、ラミネートロール温度が低いほど、結晶の分布は急峻となる。すなわち、鋼板との界面側の結晶が沢山溶け少なくなり、フィルム表面側の残存配向結晶量は多く、すなわち面配向係数が高くなる。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００２０】
１．ラミネート鋼板の作製
原板として厚さ０．２０ｍｍのＴ４ＣＡ、表面粗さＲａが０．３０μｍのＴＦＳ（金属Ｃｒ層：１２０ｍｇ／ｍ２、Ｃｒ酸化物層：金属Ｃｒ換算で１０ｍｇ／ｍ２）と表面粗さＲａが０．３５μｍの同様の原板を用い、この原板に対して、フィルム熱圧着法方式で様々な２軸配向結晶量と面配向係数とを有するラミネート鋼板を製造した。なお、ラミネートフィルムについては、１３μｍ及び１８μｍ厚の２軸延伸フィルムを用いた。樹脂種としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム(ＰＥＴ)、エチレンテレフタレート−エチレンイソフタレート（エチレンイソフタレート１２ｍｏｌ％）共重合フィルム(ＰＥＴ−Ｉ)、エチレンテレフタレート−ブチレンテレフタレート(ブチレンテレフタレート６０ｗｔ％)共重合フィルム(ＰＥＴ−ＰＢＴ)を用いた。
【００２１】
２．面配向係数の測定
アッベ屈折計を用い、光源はナトリウム／Ｄ線、中間液はヨウ化メチレン、温度は２５℃の条件で屈折率を測定して、フィルム面の縦方向の屈折率Ｎｘ、フィルム面の横方向の屈折率Ｎｙ、フィルムの厚さ方向の屈折率Ｎｚを求め、以下に示す数式（１）を用いた面配向係数Ｚｓを算出した。
【００２２】
面配向係数（Ｚｓ）＝（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ  …（１）
【００２３】
３．外観
ラミネート鋼板の表面を目視で観察し、フィルムの荒れが観察されなかった場合は○、フィルムの荒れが観察された場合は×とした。
【００２４】
４．触感
ラミネート鋼板の表面を指で触り、ザラザラ感がなければ○、ザラザラ感があれば×とした。
【００２５】
以下の表１に実施例及び比較例の評価結果を示す。
【００２６】
【表１】
2018103573.tif 000002
【００２７】
実施例１〜９については、面配向係数が本発明の範囲内にあり、ラミネート後のフィルム表面粗さも本発明の範囲内となっており、外観判定及び触感判定共に合格となっている。実施例１０〜１２については、極端に原板粗さを粗くした材料であるが、ラミネート後のフィルム表面粗さは本発明の範囲内にあり、外観判定及び触感判定共に合格となっている。比較例１〜６については、面配向係数が本発明の範囲外にあり、フィルム表面粗さも本発明の範囲外となっているため、外観判定及び／又は触感判定が不合格となっている。比較例７、８は、原板粗さを極端に粗くしたものであるが、ラミネート後のフィルム表面粗さが本発明の範囲外となっており、外観判定及び触感判定共に不合格となっている。以上のことから、本発明によれば、フィルム熱圧着方式で製造した場合であっても、表面が荒れて見えず、手で触れてもザラザラ感の無いラミネート鋼板を製造できることが確認された。