(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された金属帯と合成樹脂フィルムとをラミネートロールで貼り合せたのちクエンチ水で冷却するラミネート金属帯の製造方法において、クエンチタンクからクエンチ水の一部を抜き出し、ろ過装置と粒子数の測定装置とを備えたバイパス経路に循環させ、水中に含有される５μｍ以上の粒子数が６５０個／ｍＬ以下に管理された水をクエンチ水として用いることを特徴とするラミネート金属帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲料用缶などの材料として用いられるラミネート金属帯の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、飲料用缶などの材料として肉薄の金属帯の片面または両面にポリエステルフィルムなどの合成樹脂フィルムをラミネートしたラミネート金属帯が採用されている。このようなラミネート金属帯は、２００℃以上に加熱された金属帯と厚みが２０μｍ前後の合成樹脂フィルムとをラミネートロールで貼り合せたのちクエンチ水で急速に冷却し、フィルムの結晶構造を固定する方法で製造されている。ところがこのようにして製造されたラミネート金属帯を用いて製缶を行う際に、合成樹脂フィルムが破損して不良缶となることがある。
【０００３】
その原因には様々なものがあるが、主要な原因は金属帯と合成樹脂フィルムとの間に介入する微細な粒子であると考えられており、例えば特許第３０８０６５６号では空気清浄機により空中の微粒子数を所定数以下に低下させたクリーンルーム内でラミネートを行うことが提案されている。また特開平１１−１４７２９８号では、合成樹脂フィルム自体に含まれる微粒子数を低下させることが提案されている。しかしこれらの手段を講じてもなお、製缶時に合成樹脂フィルムが破損する現象を完全になくすることはできなかった。
【０００４】
そこで本発明者はフィルム破損箇所を顕微鏡やX線で観察し、微細な異物粒子の存在する断面を観察した結果、異物粒子がフィルム内部に存在するケース、フィルムと金属帯との間に存在するケースのほか、異物粒子が外部からフィルムに突き刺さることによってフィルムを破損するケースがあることを見出した。この３番目のケースについては、クリーンルーム内でラミネートを行ったり、合成樹脂フィルム自体に含まれる微粒子数を低下させたりする従来法によっては対応することができない。従って、製缶時に合成樹脂フィルムが破損する現象をなくするためには、異物粒子が外部からフィルムに突き刺さる現象の防止対策が必要と考えられた。しかし異物粒子がどの段階でフィルムに突き刺さるのかは容易には解明できなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、異物粒子が外部からフィルムに突き刺さることによる製缶時のフィルム破損を効果的に防止する技術を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者は製缶時のフィルム破損原因について様々な検討を重ねた結果、フィルム貼付後の金属帯を冷却するクエンチ水中の粒子数と、製缶時の合成樹脂フィルム破損率との間に相関があることを偶然にも見出した。
【０００７】
本発明のラミネート金属帯の製造方法は上記の知見に基いてなされたものであり、加熱された金属帯と合成樹脂フィルムとをラミネートロールで貼り合せたのちクエンチ水で冷却するラミネート金属帯の製造方法において、クエンチタンクからクエンチ水の一部を抜き出し、ろ過装置と粒子数の測定装置とを備えたバイパス経路に循環させ、水中に含有される５μｍ以上の粒子数が６５０個／ｍＬ以下に管理された水をクエンチ水として用いることを特徴とするものである。
【０００８】
【０００９】
本発明のラミネート金属帯の製造方法によれば、加熱された金属帯と合成樹脂フィルムとが貼り合わされた後にクエンチ水中の粒子がフィルムに突き刺さり、製缶時のフィルム破損の起点となる現象を効果的に抑制することができる。そして本発明によれば、従来法のみによっては達成できなかった不良缶発生率を０.５％未満とすることが可能となった。なお本発明において特に直径が５μｍ以上の粒子数を問題とするのは、過去の不良缶分析の結果、異物粒子のサイズは１４〜１００μm程度であり、５μｍ以下の粒径の異物粒子はフィルム破損の原因となりにくいことが確認されたためである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を示す。この実施形態では金属帯として鋼帯が使用されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、アルミニウム合金板などのその他の金属帯にも適用できることはいうまでもない。
図１はラミネート金属帯の製造装置を示す概要図であり、１は金属帯である鋼帯と合成樹脂フィルムとを加圧して貼り合せる一対のラミネートロールである。鋼帯は例えば前工程において２４０℃程度に加熱されており、ポリエステルフィルムなどの合成樹脂フィルムを重ねてラミネートロール１を通すことにより、鋼帯の片面または両面に合成樹脂フィルムが融着されラミネート鋼板となる。鋼帯の温度は合成樹脂フィルムの種類によって異なることはいうまでもない。
【００１１】
フィルム貼り合せ直後の鋼帯は、クエンチ装置により急速に冷却されてフィルムの結晶構造を固定する。クエンチ装置はラミネートロール１の直下の冷却帯２とその下方のクエンチタンク３とを備えている。クエンチタンク３の内部にはクエンチ水が一定水位まで充填されており、その内部には浸漬ロール４が設けられている。図１に示すようにフィルム貼り合せ直後の鋼帯は浸漬ロール４によりクエンチ水の内部に引き込まれて水冷されたのち、タンク上方のリンガーロール５を経由して後工程に送られている。
【００１２】
従来から、クエンチタンク３の内部には不純物の少ない清浄水がクエンチ水として定量供給され、オーバーフロー流路６から定量排出される構造となっている。しかし従来はクエンチ水中の粒子数を管理することはなかった。これに対して本発明では、クエンチ水として粒子数が管理された水を用いており、好ましくは５μｍ以上の粒子数が６５０個／ｍＬ以下に管理された水を用いる。そのためにクエンチタンク３にクエンチ水のバイパス経路７を設けてある。
【００１３】
このバイパス経路７は循環ポンプ８を備えたもので、図１の実施形態では熱交換器９と水中粒子のろ過装置１０とが設けられ、クエンチタンク３からクエンチ水の一部を抜き出してろ過装置１０に通し、水中に含まれる異物粒子を取り除くようになっている。ろ過装置１０としては５μｍ以上の粒子を除去できる適宜のフィルターを用いればよく、複数のフィルターを並列に設置して交換や逆洗の間にも他方のフィルターが運転できるようにしておくことが好ましい。ろ過装置１０のろ過水はクエンチタンク３に返送される。
【００１４】
またバイパス経路７のろ過装置１０の後段には、熱交換器１１を介して粒子数の測定装置１２を設置し、ろ過水中の５μｍ以上の粒子数をカウントできるようにしておく。この測定装置１２としては、光学的に水中粒子数を計測するパーティクルカウンター等の市販の装置を使用することができ、例えば島津製作所製のパーティクルカウンターを用いればよい。ろ過水を間欠的にあるいは連続的にサンプリングしてこの測定装置１２で水中粒子数を計測することにより、ろ過装置１０のろ過性能の低下を監視してフィルター交換時期を決定することができる。もちろん、ろ過性能の低下が生じたときに使用するフィルターの自動切換えが行われるようにしてもよい。
【００１５】
なお、上記の熱交換器９はクエンチ水の過度の水温上昇を防止するためのものである。また熱交換器１１は測定装置１２に送られるクエンチ水を測定仕様の範囲内にまで冷却し、測定誤差をなくするためのものである。
【００１６】
クエンチタンク３からバイパス経路７へのクエンチ水の吸引位置は、クエンチタンク３の底部または浸漬ロール４の部分とすることが好ましい。その理由は、異物粒子の多くが鉄またはシリカの酸化物や水酸化物であって水よりも比重が大きく、操業停止中はクエンチタンク３の底部に沈降し易いためである。ただし操業中は浸漬ロール４とラミネート鋼帯とが接触する直前部分からの吸引が好ましい。
【００１７】
以上に説明したように、バイパス経路７にクエンチタンク３からクエンチ水の一部を連続的に抜き出してろ過装置１０でろ過することにより、クエンチ水に含まれる５μｍ以上の粒子数が６５０個／ｍＬ以下となるように管理することができる。図２はクエンチ水に含まれる５μｍ以上の粒子数と不良缶発生率との関係を示すグラフであり、６５０個／ｍＬを越えると不良缶発生率の上昇が著しくなる。この図２のグラフでは６５０個／ｍＬの場合には不良缶発生率が０．５％であるが、４００個／ｍＬ以下にまで低下させれば操業上の目標である０.４％以下も達成可能となる。
【００１８】
ろ過装置１０のろ過性能は測定装置１２によりチェックされており、粒子数が増加してきた場合にはフィルター交換等を行うが、それでもなおクエンチタンク３内のクエンチ水に含まれる粒子数が増加する場合には、クエンチタンク３内のクエンチ水を全て交換するとともに、配管やタンクの洗浄を行うことにより、クエンチ水に含まれる５μｍ以上の粒子数が６５０個／ｍＬ以下となるように管理する。また、貼り合せ前のフィルムに付着した粒子の持ち込みによるクエンチ水の粒子数増加を防止するために、フィルムを扱う部屋やラミネートする部屋の空気清浄度を上げることが有効であることはいうまでもない。
【００１９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のラミネート金属帯の製造方法によれば、クエンチ水として含有される粒子数が管理された水を用いることにより、ラミネートされたフィルムにクエンチ水中の異物粒子が突き刺さることによる製缶時のフィルム破損を効果的に抑制することができる。特に５μｍ以上の粒子数が６５０個／ｍＬ以下に管理された水を用いれば、不良缶発生率を従来法のみによっては容易に達成できなかった０.５％以下にまで下げることができる。
【００２０】
また本発明によれば、クエンチタンクにクエンチ水のバイパス経路を設け、このバイパス経路に水中粒子のろ過装置と粒子数の測定装置とを設置してクエンチ水をろ過することによって、クエンチ水に含まれる５μｍ以上の粒子数を６５０個／ｍＬ以下となるように容易かつ経済的に管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラミネート金属帯の製造装置を示す概要図である。
【図２】クエンチ水に含まれる５μｍ以上の粒子数と不良缶発生率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ラミネートロール
２  冷却帯
３  クエンチタンク
４  浸漬ロール
５  リンガーロール
６  オーバーフロー流路
７  バイパス経路
８  循環ポンプ
９  熱交換器
１０  水中粒子のろ過装置
１１  熱交換器
１２  粒子数の測定装置
【図１】
0003869758.tif 000002
【図２】
0003869758.tif 000003