(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面をすずメッキまたは電解クロム酸処理層で被覆した長尺鋼板の少なくとも片面に、この長尺鋼板の幅方向端部に狭幅のシーム溶接用の重ね代を残して、厚さ２０〜１００μのポリオレフィンフィルムを積層した工業缶の缶胴用積層鋼板において、前記ポリオレフィンフィルムはその表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を４〜１５μの範囲のものとしたことを特徴とする、工業缶の缶胴用積層鋼板。
【請求項２】
表面をすずメッキまたは電解クロム酸処理層で被覆した長尺鋼板の少なくとも片面に、この長尺鋼板の幅方向端部に狭幅のシーム溶接用の重ね代を残して、厚さ２０〜１００μのポリオレフィンフィルムを積層した工業缶の缶胴用積層鋼板であって、ポリオレフィンフィルムはその表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を４〜１５μの範囲のものを製造するにあたり、まず、前記長尺鋼板をポリオレフィンの融点（Ｔａ）より３０℃高い温度を下限とし３００℃を上限とした温度範囲に加熱し、ついで、前記長尺鋼板の少なくとも片面にポリオレフィンフィルムを連続的に移送して両者を一対のロールによって挟み、このポリオレフィンフィルム側のロールに中心平均粗さ（Ｒａ）を１〜２０μとしてエンボシングロールを使用し、このエンボシングロールを前記長尺鋼板側に押圧しつつポリオレフィンフィルムを長尺鋼板に積層した後、ただちにこの積層鋼板を５秒以内にポリオレフィンの結晶化温度以下の温度に冷却することを特徴とする、工業缶の缶胴用積層鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業缶の缶胴用積層鋼板およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、表面にシーム溶接用の重ね代が設けられ、かつ、スリップ性を有するポリオレフィンフィルムが積層されているので、複数枚の鋼板を重ね合わせても鋼板の表面同士が付着し合うことがなく、工業缶を能率的に製造することができる工業缶の缶胴用積層鋼板、およびこの積層鋼板の製造方法に関する。
【０００２】
従来、耐食性の要求される物質を貯蔵する際に使用されているドラム缶、ペール缶、ガロン缶、アトロン缶などにおいては、(i)樹脂製の内側容器によって保護したり、(ii)金属製缶の内表面を耐薬品性、耐溶剤性などに優れた樹脂製フィルムで積層したりする手法が採用されている。上記(i)の手法として、例えばアトロン缶においては、ブロー成形した樹脂製内袋を金属製の缶の内側に配置したものが使用される場合があるが、この内袋は内容物を使用した後の廃棄処理が困難であるため、敬遠される傾向にある。
【０００３】
上記(ii)の手法において、金属製缶の内表面に積層される樹脂製フィルムとしては、缶を製造する際のシャーリング、ロールフォーミング、エキスパンディングなどの各工程での加工性、溶接部の補修容易性などに優れているポリエステルフィルムが広く使用されているが、このポリエステルフィルムは耐アルカリ性に劣るため、使用範囲が限定されるという問題がある。このため、ポリエステルフィルムに比べて耐食性に優れるポリオレフィンフィルムを積層フィルムとしたものが提案され、実用化されている。
【０００４】
しかし、ポリオレフィンフィルムはポリエステルフィルムと比較すると柔らかいために、フィルム積層鋼板としたときに、シャーリング、ロールフォーミング、エキスパンディングなどの各工程での加工性に若干劣る。さらに、工業缶は一分間に数１０個から数１００個の製缶が可能な高速製缶ラインによって製造されており、ポリオレフィンフィルムを積層した鋼板を用いて製缶する際には、このポリオレフィンフィルム表面の摩擦が大きくスリップ性に劣るため、シャーリング、ロールフォーミング、エキスパンディングなどの各工程を経る高速製缶ラインによって製缶する際に、フィルム積層鋼板を所定の位置に円滑に移送することができないという欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとした課題】
本発明者は、かかる状況に鑑み、耐食性に優れると同時に能率的に工業缶を製造できる樹脂フィルム積層鋼板と、その製造方法を提供すべく鋭意検討の結果、本発明に到達したものである。本発明の目的は次の通りである。
１．シーム溶接が可能であり、工業缶を工業的有利に製造することができる、工業缶の缶胴製造用積層鋼板を提供すること。
２．耐食性、製造工程でのスリップ性に優れた、工業缶の缶胴製造用積層鋼板を提供すること。
３．上記工業缶の缶胴製造用積層鋼板の製造方法を提供すること。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、表面をすずメッキまたは電解クロム酸処理層で被覆した長尺鋼板の少なくとも片面に、この長尺鋼板の幅方向端部に狭幅のシーム溶接用の重ね代を残して、厚さ２０〜１００μのポリオレフィンフィルムを積層した工業缶の缶胴用積層鋼板において、前記ポリオレフィンフィルムはその表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を４〜１５μの範囲のものとしたことを特徴とする、工業缶の缶胴用積層鋼板を提供する。
【０００７】
さらに本発明では、表面をすずメッキまたは電解クロム酸処理層で被覆した長尺鋼板の少なくとも片面に、この長尺鋼板の幅方向端部に狭幅のシーム溶接用の重ね代を残して、厚さ２０〜１００μのポリオレフィンフィルムを積層した工業缶の缶胴用積層鋼板であって、ポリオレフィンフィルムはその表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を４〜１５μの範囲のものを製造するにあたり、まず、前記長尺鋼板をポリオレフィンの融点（Ｔａ）より３０℃高い温度を下限とし３００℃を上限とした温度範囲に加熱し、ついで、前記長尺鋼板の少なくとも片面にポリオレフィンフィルムを連続的に移送して両者を一対のロールによって挟み、このポリオレフィンフィルム側のロールに中心平均粗さ（Ｒａ）を１〜２０μとしてエンボシングロールを使用し、このエンボシングロールを前記長尺鋼板側に押圧しつつポリオレフィンフィルムを長尺鋼板に積層した後、ただちにこの積層鋼板を５秒以内にポリオレフィンの結晶化温度以下の温度に冷却することを特徴とする、工業缶の缶胴用積層鋼板の製造方法を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において長尺鋼板は、工業缶の缶胴部分を構成するものであり、耐食性の向上と樹脂フィルムとの密着性向上を目的として、表面処理が施されているものを使用する。鋼板の表面処理は、鋼板の表面にすずメッキまたは電解クロム酸処理層を設ける手法によることができる。鋼板に表面処理を施す面は、工業缶の内側面として使用される面であるが、工業缶の耐食性を勘案すれば外側面にも同様に表面処理を施すのが好ましい。
【０００９】
この鋼板の厚さ、幅は、製造する缶の大きさ、形状、缶内に収納する物質の特性などにより適宜決めることができるが、例えば工業缶がペール缶の場合は、厚さは０．４〜０．６mm、幅は７００〜９５０mmの範囲から選ぶことができる。鋼板の長さは特に限定されるものではないが、生産性、重量、取り扱い易さなどを勘案して決めるのが好ましい。
【００１０】
本発明に係る工業缶の内側面となる面には、上記表面処理が施された面に長尺鋼板の幅方向端部に狭幅のシーム溶接用の重ね代を残して、ポリオレフィンフィルムが積層される。幅方向端部に狭幅のシーム溶接用の重ね代を残すのは、長尺鋼板から缶胴の分だけシャーリングしロールフォーミングして幅方向の端部同士を重ね合わせてシーム溶接法により缶胴とする際に、通電により溶接させるため、その導電性を確保するためである。このシーム溶接用の重ね代の幅は、製造する缶の用途、長尺鋼板の幅などに応じて２〜１０mmの範囲で選ぶのが好ましく、例えば工業缶がペール缶の場合は、２〜３mmとされる。
【００１１】
上記長尺鋼板の工業缶の内側面とされる面に積層されるポリオレフィンフィルム層は、この鋼板の耐食性を向上させるように機能する。フィルム製造用のポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−１、ポリメチルペンテン、４−メチル−１−ペンテン、エチレン−プロピレン共重合体、またはこれらのブレンド物や、これらを不飽和カルボン酸またはその誘導体により変成処理したものなどが挙げられる。
【００１２】
上記のポリオレフィンには、高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、低結晶性または非晶性のエチレン−α−オレフィンランダム共重合体、プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体などの相溶性のある他の樹脂のほか、熱安定剤、耐候安定剤、帯電防止剤、顔料、染料、防錆剤などの各種樹脂添加物を配合することができる。ポリオレフィンフィルムの厚さは、２０〜１００μの範囲で選ぶものとする。厚さが２０μ未満であると、鋼板に積層する際の作業性および耐食性に劣り、厚さが１００μを超えると、フィルムのコストが高くなり、いずれも好ましくない。ポリオレフィンフィルムは単層でも、二層以上の多層であってもよい。
【００１３】
鋼板表面の積層ポリオレフィンフィルムは、その表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を４〜１５μの範囲とする。一般に、表面に凹凸があるほど重ね合わせた際の接触面積が小さくなり、摩擦係数も小さくなってスリップ性が向上するが、実験によると、中心線平均粗さが４μ以下であると、このスリップ性が十分に向上せず、中心線平均粗さを１５μ以上としてもスリップ性はそれ以上向上しないことがわかった。前記ポリオレフィンフィルムの表面を上記範囲の粗さとすることによりスリップ性が向上し、工業缶を能率的に製造することができる。なお、本発明において中心線平均粗さ（Ｒａ）とは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６５９に準拠して測定した値を意味する。
【００１４】
ポリオレフィンフィルム表面を上記の範囲の粗さとするには、一対のロールのうちポリオレフィンフィルム側に配置される方に、表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を１〜２０μとしたエンボシングロールを使用することによって可能となる。このエンボシングロールの表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が１μ以下であると、エンボスが転写されたポリオレフィンフィルム表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を０．５μ以上とすることができず、スリップ性を向上させることができない。また、このエンボシングロール表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を２０μ以上としても、エンボスが転写されたポリオレフィンフィルムのスリップ性はそれ以上は向上しないため、上記範囲内で選ぶものとする。このエンボシングロールとしては、シリコンなどにより作製されるゴムロール中に酸化アルミニウム粉末などを練り込んだものが挙げられる。
【００１５】
以下、本発明に係る工業缶の缶胴用積層鋼板を製造する方法について説明する。まず、長尺鋼板をポリオレフィンの融点（Ｔａ）より３０℃高い温度を下限とし３００℃を上限とした温度範囲で加熱する。ここで、融点（Ｔａ）とは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で１０℃／分の加熱速度で加熱した際に、吸熱ピ−クから求められた温度を意味する。長尺鋼板の表面温度が、ポリオレフィンの融点（Ｔａ）より３０℃高い温度（下限温度）未満であると、ポリオレフィンの溶融が不十分となり、ポリオレフィンフィルムの上記範囲の粗さのエンボス加工ができなくなる。また、長尺鋼板の表面温度が３００℃（上限温度）を越えると、鋼板に積層したポリオレフィンフィルムの熱劣化が激しく、フィルムの変色、べたつき等が発生して製品価値が劣ったものとなり、好ましくない。
【００１６】
次いで、加熱した鋼板を連続的に移送しつつ、この鋼板の少なくとも片面側にポリオレフィンフィルムを連続的に移送して、両者を一対のロールによって挟んで押圧し、熱接着させる。この際、前記したとおり、この鋼板の幅方向端部に狭幅のシーム溶接用の重ね代を残す。なお、鋼板の両面にポリオレフィンフィルムを積層する際には、双方のロールともエンボシングロールとすればよい。
【００１７】
前記エンボシングロールによってポリオレフィンフィルムを鋼板側に押圧して熱接着させた後、ただちにこのフィルム積層鋼板をポリオレフィンの結晶化温度以下の温度に５秒以内で急速冷却する。ここで、結晶化温度とは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で１０℃／分の加熱速度で加熱して結晶を融解させた後、１０℃／分の冷却速度で降温したときの発熱ピ−クから求められた温度をいう。この冷却時間を５秒以上とすると、ポリオレフィンフィルム表面に形成したエンボスの戻りが発生し、十分な中心線平均粗さ（Ｒａ）が得られず好ましくない。なお、フィルム積層鋼板を冷却する手段としては、水冷、空冷などが挙げられる。
【００１８】
本発明に係る工業缶の缶胴用積層鋼板は、耐食性が要求される用途、例えば、薬品、医薬品、塗料、接着剤、洗剤などの各種化学物質、業務用のマヨネーズ、バター、マーガリンなどの食品を収納するペール缶、ガロン缶などの製造用として使用することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、以下の記載例に限定されるものではない。なお、以下の記載例において、評価試験は、以下に記載の方法によったものである。
【００２０】
(1)スリップ性：片面に樹脂フィルムを積層したティンフリー鋼板を工業缶の製造ラインへ流して、シャーリング、ロールフォーミング、エキスパンディング、ビーディング、シーム溶接などの各工程を経て製缶したときに、スタッカーでの引っ掛かりの発生の有無を目視観察する方法。スタッカーで引っ掛かりが発生しなかったものを○、スタッカーで引っ掛かりが発生して製缶速度を落とす必要があったものを×と判定した。
(2)フィルム表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）：ＪＩＳ  Ｂ  ０６５９に準拠して測定した。
(3)エンボス加工性：片面に樹脂フィルムを積層したティンフリー鋼板の樹脂フィルム表面に、表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）の異なるエンボシングロールを使用し、かつ、結晶化温度までの時間を変化させて、エンボスを転写したあと、樹脂フィルム表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を測定する方法。Ｒａが０．５〜１５μの範囲内にあるものを○、その範囲外のものを×と判定した。
【００２１】
［試験例１〜試験例７］
厚さが０．４０mm、幅が８６１mm、長さが３９３mmであって、工業缶の缶胴の外側面とされる面にポリエステル系のホワイトインクが塗装されたティンフリ−鋼板と、この鋼板の工業缶の缶胴の内側面とされる面に積層されるポリオレフィン（融点が２２３℃）のフィルム（三井化学社製のポリメチルペンテン製）であって、表−１に示した厚さのものを７種類準備した。さらに、樹脂フィルム表面に異なる中心線平均粗さ（Ｒａ）のエンボスを形成するために、５種類のエンボシングロールを用意した。
【００２２】
上記の鋼板を２５５℃に加熱し、この加熱した鋼板を一対のロールの間に連続的に移送しつつ、この鋼板の片面側に前記ポリオレフィンフィルムを連続的に移送し、両者をロールによって挟んで押圧し、熱接着させた。この際、鋼板の幅方向端部に狭幅のシーム溶接用の重ね代を３mm残した。エンボシングロールによってポリオレフィンフィルムを鋼板側に押圧して熱接着させた後、ただちにこのフィルム積層鋼板を４秒以内に樹脂の結晶化温度（２０３℃）以下の温度に冷水よって急速に冷却して、フィルム積層鋼板を得た。このフィルム積層鋼板をペール缶製造ラインへ流し、シャーリング、エキスパンディング、ビーディング、シーム溶接などの各工程を経て製缶する際に、スタッカーで引っ掛かりがないかを目視観察によって確認した。この際、フィルム積層鋼板のスリップ性を評価し、その結果を表−１に示した。
【００２３】
【表１】
0003877897.tif 000002
【００２４】
表−１から、次のことが明らかとなる。
（１）樹脂フィルムの厚さが２０〜１００μの範囲にあり、かつ、その樹脂フィルム表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が４〜１０μの範囲のものは、通常の製缶速度で製缶が可能であった（試験例１〜試験例５参照）。
（２）樹脂フィルム表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．１μ、０．３μのものはスリップ性に劣り、スタッカーで引っ掛かりが発生し、通常の製缶速度では製缶できず、製缶速度を大幅に遅くする必要があった（試験例６、試験例７参照）。
【００２５】
［試験例８〜試験例１３］
試験例１で使用したのと同種のティンフリー鋼板と、同例で使用したのと同種のポリオレフィンのフィルムを準備した。また、樹脂フィルム表面にエンボスを形成するために、中心線平均粗さ（Ｒａ）が１．０μ、１０μ、１５μの３種類のエンボシングロールを準備した。上記の鋼板を表−２に示した温度に加熱し、この加熱した鋼板を一対のロールの間に連続的に移送しつつ、この鋼板の片面側にポリオレフィン系フィルムを連続的に移送し、両者をロールによって挟んで押圧し、熱接着させた。この際、鋼板の幅方向端部に狭幅のシーム溶接用の重ね代を３mm残した。
【００２６】
エンボシングロールによってポリオレフィン系フィルムを鋼板側に押圧して熱接着させた後、ただちにこのフィルム積層鋼板を、表−２に示した時間内に、積層樹脂の結晶化温度（２０３℃）以下の温度に冷却した。得られたフィルム積層鋼板のフィルム表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）の測定結果と、エンボス加工性の評価結果を表−２に示した。
【００２７】
【表２】
0003877897.tif 000003
【００２８】
表−２から、次のことが明らかとなる。
(1)樹脂フィルムを積層する鋼板の温度が、樹脂の融点（２２３℃）より３０℃高い温度（２５３℃）に達しない場合には、積層後の樹脂フィルム表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）は０．５μ以下となり、樹脂フィルム表面に好ましい粗さのエンボスを転写することができない（試験例８、試験例９参照）。
(2)樹脂フィルムを積層する鋼板の温度が、樹脂の融点（２２３℃）より３０℃高い温度（２５３℃）を越えた場合には、エンボシングロール表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）が積層樹脂フィルム表面に好ましく転写される（試験例１０、試験例１１参照）。
(3)樹脂フィルムを積層する鋼板の温度が、樹脂の融点（２２３℃）より３０℃高い温度（２５３℃）を越えた場合でも、エンボシングロールとして表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）の小さいものを使用し、かつ、エンボス加工の後に急冷しないときには、樹脂フィルム表面に好ましい粗さのエンボスが形成されない（試験例１２参照）。
(4)樹脂フィルムを積層する鋼板の温度が、樹脂の融点（２２３℃）より３０℃高い温度（２５３℃）以上であり、かつ、エンボシングロール表面の中心線平均粗さが十分であっても、エンボス加工の後に急冷しない場合には積層樹脂フィルム表面に転写されたエンボスに戻りがおこり、好ましい粗さのエンボスが得られない（試験例１３参照）。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した通りであり、次の様な特別に有利な効果を奏し、その産業上の利用価値は極めて大である。
１．本発明に係る缶胴用積層鋼板は、シーム溶接用の重ね代が設けられているので、シーム溶接して缶胴とする際に容易に通電することができ、工業缶を工業的有利に製造することができる。
２．本発明に係る缶胴用積層鋼板は、その表面にポリオレフィンフィルムが積層されているので、耐食性に優れる。
３．本発明に係る缶胴用積層鋼板は、その表面に中心線平均粗さ（Ｒａ）が４〜１５μのポリオレフィンフィルムが積層されているので、スリップ性に優れ、製缶時に円滑に移送することができ、高速製缶が可能である。
４．本発明に係る缶胴用の積層鋼板を製造する際に、鋼板の温度を特定の範囲内で選び、かつ、その長尺鋼板にポリオレフィンフィルムを積層した後に冷却条件を特定の範囲内で選ぶので、エンボシングロール表面のエンボスが良好に転写され、エンボス戻りもなく、得られる缶胴用積層鋼板はシャーリング、ロールフォーミング、エキスパンディング、ビーディングなどの各工程での加工性、製缶工程でのスリップ性に優れたものとなる。