JP2998042B2 - ストライプ状の多層有機皮膜を有するスリーピース缶用鋼板 - Google Patents
ストライプ状の多層有機皮膜を有するスリーピース缶用鋼板Info
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Description
合を接着や溶接によって行うコイル状のスリーピース缶
用鋼板に関するもので、コイル状鋼板の幅方向に所定の
間隔を隔てて且つその長手方向に連続的に延びる複数本
のストライプ状の多層有機皮膜を有するものである。更
に詳述すると、缶内面相当面には、熱硬化性塗膜および
/または熱可塑性樹脂フィルムが、缶外面相当面には、
商標デザインが印刷されたフィルムが、コイル状鋼板の
幅方向に1〜10mm幅の複数の非塗装部(フィルム非接
着部)を隔ててコイル状鋼板の長手方向に連続的に被覆
されていることを特徴とするストライプ状の多層有機皮
膜を有するスリーピース缶用鋼板に関するものである。
大きく二種類に分類される。一つは缶底と缶胴が一体と
なったものに天蓋を巻締める、通常ツーピース缶と呼ば
れ、代表的な缶として絞り・しごき加工によって製缶さ
れるDI缶(Drawn and Ironed缶)
と、絞り加工によって製缶されるDrD缶(Draw
and Redrawn缶)がある。もう一つは缶胴に
地蓋を巻締めたものに天蓋を巻締める、通常スリーピー
ス缶と呼ばれ、代表的な缶として、半田缶・接着缶・溶
接缶等があるが、現在は接着缶と溶接缶が主流となって
いる。
系・ニッケルめっき系・クロムめっき系素材その他が使
用されている。これらの素材は、殆どの場合、缶内面は
内容物保持性(耐食性)の点から塗装が施され、又缶外
面は内容物表示のため商標デザインが印刷されている。
この内面塗装および外面印刷は、前述したスリーピース
缶用素材を切板にした後、切板塗装ラインにて、内面塗
装(1回目)、外面印刷用下地塗装(2回目)、外面印
刷(3回目)の3回通板により製造される。高度の耐食
性が要求される用途に対しては二度の内面塗装が行われ
る場合があり、又外面印刷も5色以上の多色印刷の場合
二度の印刷が行われ、結果として4回通板あるいは5回
通板により缶内外面用の塗装・印刷が行われることもあ
る。そして、1回の通板毎に切板は焼付け炉で加熱され
る必要がある。
いわゆるコイルコーティング法にて内面塗装、外面印刷
用ホワイトコート、更には外面印刷まで一貫して連続的
に行うことが期待されるが、金属素地をベースとする場
合には印刷精度を出すことが難しく、実用化されていな
い。フィルムを鋼板に積層させる技術は古くからあり、
缶容器の分野に対しても従来から検討されてきている。
例えば、特開昭62−227642号公報、特開昭58
−82717号公報に見られるように、従来技術は主に
絞り缶や絞りしごき缶といったツーピース缶や18l
缶、および缶蓋用途であり、本発明のように商標デザイ
ンを印刷したフィルムが積層されたスリーピース缶用コ
イル鋼板の例はない。
使用されているスリーピース缶は、煩雑な塗装・印刷工
程を経て製造されており、生産性が悪い、仕上がり
期間が長い、多数の人手を要する、印刷仕上がり外
観の高級化が難しい、極薄鋼板の使用が困難である、
等の問題から缶コストアップとなっており、競争力を低
下させる原因となっている。更には、スリーピース缶に
対し、印刷外観の美麗な、高級感有ふれる商標イメージ
が市場にて求められ、缶外面の印刷品質の一層の向上が
必要視されている。
イル状態にて製造・供給することを可能とし、更には缶
内面の耐食性向上および缶外面の装飾性を一層高めるこ
とにより、商品イメージの高いスリーピース缶用塗装鋼
板の提供を可能とするものである。
ろは、コイル状鋼板の一方の面(缶内面相当)には、缶
径に対応する幅(缶の円周方向長さ)よりわずかに狭い
幅の熱硬化性塗膜層および/または熱可塑性樹脂フィル
ム層が、該鋼板の長手方向に連続的に且つ該鋼板の幅方
向に1〜10mmの間隔を置いて複数条延びており、該鋼
板の他方の面(缶外面相当)には、商標デザインを表示
した印刷インキ層を有する熱可塑性樹脂フィルム層が、
該鋼板の長手方向に連続的に且つ該鋼板の幅方向に1〜
10mmの間隔を置いて複数条延びていると共に、該印刷
インキ層を有する熱可塑性樹脂フィルム層と該熱硬化性
塗膜層および/または熱可塑性樹脂フィルム層とが表裏
対応する位置にあることを特徴とするストライプ状の多
層有機皮膜を有するスリーピース缶用鋼板にある。
直接連続印刷が困難なためフィルム上に連続印刷を行
い、印刷済みのフィルムをコイル状鋼板表面に連続的に
積層することにより、コイル状鋼板への連続印刷を間接
的に可能とするものである。スリーピース缶の製造工程
は、表面処理鋼板の両面に缶内面用および缶外面用の有
機皮膜が被覆され、缶サイズ相当の大きさに切断され、
溶接あるいは接着による製胴、缶胴接合部の補修塗装、
ネックドイン加工、地蓋巻締め、内容物充填、天蓋巻締
めされるわけだが、充填後、更に高温殺菌処理(レトル
ト処理)が行われる。
ィルム非接着部)を設けることの意味は、その箇所の中
央で缶サイズ相当に切断され、製胴の際の接合ラップ代
(重ね合せ部)にするためである。製胴の際の接合ラッ
プ代は、溶接缶と接着缶とでは若干異なるが、例えば溶
接缶の場合は約0.5mm程度である。従って厳密な意味
においては1mm程度の非塗装部(フィルム非接着部)を
設ければよいが、溶接による製胴の場合は溶接時に発熱
し、一方、接着による製胴の場合は熱接着のためその熱
影響を受けるため、何れの手段においても熱影響が積層
させたフィルムになるべく及ばないようにする必要があ
る。かかる意味において、非塗装部(フィルム非接着
部)を1〜10mmとしたものであって、好ましくは2〜
4mmが最適である。
部(フィルム非接着部)を含めて切断後缶径相当の長さ
であり、缶サイズに応じて種々の長さに作り分ける必要
がある。このような両端部に非塗装部(フィルム非接着
部)を有するコイル状鋼板をフィルム積層方式で製造す
る場合、一般的にはコイル状鋼板を必要な寸法幅に帯状
にスリットし、その上に予め準備された鋼板幅より幅狭
のフィルムを、コイル状鋼板の両端を残して積層する方
法が採用されるが、この方法は技術的に確実な製造方法
を提供するものの、コイル状鋼板およびフィルムを予め
必要寸法に切り出しておく必要があり、一条ずつ製造さ
れるため生産性の面では不満足である。
リットすることなく、幅方向全面にストライプ条にフィ
ルムを積層することにより生産性の優れた塗装印刷工程
を実現することを可能とするものである。以下に本発明
の皮膜を構成する各層の役割につき説明する。缶外面に
おける樹脂フィルムは、前述のごとく連続印刷を行うた
めの基体をなすものである。この基体フィルムを中心に
して、接着剤層/印刷インキ層/基体フィルム層/潤滑
皮膜層あるいは接着剤層/基体フィルム層/印刷インキ
層/潤滑皮膜層の多層構造を有する複合フィルムを作成
しコイル状鋼板表面に積層する。
ンキ層は銘柄等を表示するもので、商標デザインが印刷
されている。潤滑皮膜層は、高速製缶ラインでの皮膜の
傷つき防止を目的としたもので、鮮映性等の外観確保か
ら必要なものである。接着剤層は、予め印刷されたフィ
ルムが十分な接着力を有して積層されるために必要とさ
れる。
刷外観の鮮映性確保あるいは密着性補助のため、下地と
して熱硬化性有機塗膜層を使用する場合がある。缶内面
用のフィルムは内容物保持性(耐食性)を目的としたも
ので、前述したように高度の耐食性が要求される用途に
対しては二度の内面塗装が必要な場合があるが、フィル
ム積層法では厚みや樹脂の種類を変えることで全用途に
対応可能である。
それぞれについて説明する。スリーピース缶の製造工程
は先に概説したところであるが、特に缶胴接合部の補修
塗装は、溶接缶の場合必須の項目であり、充填される内
容物によって種々の補修塗装が行われている。この補修
塗装は、生産性の点から短時間焼付けの方向にあり、温
度的には280℃に達する場合がある。又、レトルト処
理は、通常110〜130℃の温度で20〜60分行わ
れる。従って、当然のことながら缶内外面に積層される
フィルムはこれらの工程に耐える必要があり、耐熱性お
よび耐水性の点で制約を受ける。
テルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロンフィ
ルム等の熱可塑性樹脂フィルムである。内面用積層フィ
ルムの主目的は内容物に対する耐食性確保であるが、補
修塗装の焼付け時の耐熱性が十分でないと局部的に溶融
し、激しいときには欠陥が発生し、被覆性を損ね、耐食
性が著しく劣る結果となる場合がある。従って、前述し
た接合部の補修塗装の焼付け条件に適したフィルムを使
用する必要があることはいうまでもない。
165℃程度であるから、補修塗装の焼付け温度が16
0℃以下の用途に有用である。ナイロンフィルムの場合
は、融点が約225℃程度であるから、補修塗装の焼付
け温度が220℃以下の場合に適用できる。ポリエステ
ルフィルムの場合は、アルコール成分と酸成分を選択す
ることで265℃程度の高融点のものが得られ、耐熱性
も確保できることから適用性は広く好ましい。
率として1%以下の樹脂フィルムの適用が望ましい。1
%を超える吸水率を有するフィルムを適用した場合、前
述したレトルト処理時に下地鋼板の腐食が起こり易く、
内容物の変質につながる場合があるため好ましくない。
従って、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィル
ム、ポリエチレンフィルムは何れも吸水率1%以下であ
り問題ないが、ナイロンフィルムを適用する場合は、例
えばナイロン6のようなフィルムの適用は避ける必要が
ある。
5〜50μm である。フィルム厚を5〜50μm に限定
した理由は以下の通りである。即ち、製缶工程における
フィルム損傷を想定し、なおかつ十分な内容物保存性を
確保するためには5μm 未満では不十分である。一方、
上限の50μm を超えても耐食性の点で効果は飽和し、
経済的に不利となる。積層する内面フィルム厚みは、好
ましくは12〜40μm であり、更に好ましくは16〜
30μm が有利である。
のものが適用される。下限の5μm未満のときはフィル
ムが製缶工程で傷ついた場合に点錆発生の原因となり、
外観の劣化をきたすため好ましくない。一方、上限の2
5μm を超えても錆発生の点で効果は飽和し、経済的に
不利となる。好ましくは8〜20μm が良い。本発明に
おけるフィルムの接着方式としては、熱接着方式あるい
は接着剤塗布方式が採用される。ポリエステルフィルム
およびナイロンフィルムはそれ自体が熱接着可能な樹脂
フィルムであるため、加熱した鋼板表面に直接熱接着可
能であるが、ポリプロピレンフィルムおよびポリエチレ
ンフィルムはそのままでは熱接着が不可能なため、食品
衛生上問題ない範囲内で、例えばマレイン酸や無水マレ
イン酸等で変性し、熱接着を可能にする方策が採用され
る。
レタン系やポリエステル系接着剤を塗布・乾燥したもの
が使用される。接着剤層の厚みは1〜5μm である。1
μm未満では接着強度は十分に確保されない。又、5μm
を超えても効果は飽和する。好ましくは1.5〜4μm
である。又、缶内面に有機皮膜を適用する場合、エポ
キシ系、エポキシフェノール系、エポキシエステル系、
エポキシ尿素系、アクリル系、ポリエステル系塗料等、
現在缶内面用塗料として使用されているものが適用され
る。塗布量としては、乾燥膜厚として5〜10μm で良
く、塗布方法としては現行のロール塗布法等が採用でき
る。
性有機塗膜を施す場合、エポキシ系、アクリル系、ポリ
エステル系塗料等が使用され、酸化チタン系の白色顔料
を0〜30%含有させる。下限の0%は無添加を意味す
るものであるが、白色顔料を添加する場合には、1%以
下では白色化の効果が少なく、30%超では白色化の効
果がほぼ飽和すると共に塗膜性状が悪化する傾向にあ
り、30%以下が良い。より望ましい範囲は、10〜2
5%の範囲である。
であるが、白色顔料を含まない場合の塗膜層の厚みは1
〜3μm で良く、白色顔料による色合いを期待する場合
は塗膜厚みは5〜15μm が良い。次に缶外面の潤滑皮
膜層および印刷インキ層につき説明する。フィルム最外
層の潤滑皮膜は、製缶工程におけるフィルムの傷付き防
止および通板性といった観点から施すもので、静摩擦係
数が0.2以下の皮膜が有利であり、例えばアクリル
系、ポリエステル系等の塗料にSi系の微粒子や有機系
潤滑剤を含有させた皮膜が適用される。厚みは0.1〜
5μm である。0.1μm 未満では摩擦係数は小さくな
らず、効果は見られない。又、5μm を超えると摩擦係
数の更なる低下はなく効果は飽和してくる。フィルム上
層の潤滑皮膜の厚みは1 〜4μm が好ましい。
デザインを印刷するもので、ウレタン樹脂を主バインダ
ーとした耐熱性・耐レトルト性の良好なインキで印刷さ
れる。本発明の重要目的である商標デザインの鮮映性を
確保するためグラビア印刷が好ましいと判断される。イ
ンキ層の厚みは、商標デザインによって多種多様であ
り、基本的には限定できるものではない。
予め潤滑性皮膜および商標デザインの印刷が施されたフ
ィルムを、接着剤を塗布した鋼板に積層させるドライラ
ミネート法や、予めフィルムに潤滑性皮膜および商標デ
ザインを印刷した後、インキ層面に接着剤を塗布・乾燥
させたフィルムを加熱された鋼板に積層させる方法等に
より多層有機皮膜が施される。こうして得られた多層有
機皮膜を有する鋼板は、通常の溶接缶・接着缶等のスリ
ーピース缶の製胴手段で製缶できる。
面へのフィルム積層手段については、内面、外面個々に
説明した通りであるが、塗装部および非塗装部の表裏位
置合わせが最も重要な点であることから、積層されるフ
ィルムの寸法精度、形状が重要である。鋼板の加熱手段
としては、通電加熱方式、高周波誘導加熱方式、熱風加
熱方式、赤外線加熱方式等の単独又は併用が採用可能で
ある。
Ni、Sn等のめっきを施した表面処理鋼板で、板厚は
0.10〜0.25mmのものが多用される。具体的に
は、付着量0.5〜3.0g/m2の錫めっき後、化成処理
を施した錫めっき鋼板、付着量0.3〜2.0g/m2のニ
ッケルめっき後、化成処理を施したニッケルめっき鋼
板、SnおよびNi付着量として各々0.5〜2.0g/
m2、0.1〜0.5g/m2をNi、Snの順にめっき後、
化成処理を施したSn/Niめっき鋼板、金属Cr付着
量50〜120mg/m2 、酸化Cr付着量5〜20mg/m2
の通常TFS(Tin Free Steel)と呼ば
れているクロム・クロメート処理鋼板などである。
す。 実施例1 板厚0.20mm、板幅832mmの鋼板の表面に、錫付着
量1.0g/m2、ニッケル付着量0.3g/m2のSn/Ni
めっきを行い、クロメート処理後、その缶外面相当面
に、白色顔料を含む8μm の熱硬化性エポキシエステル
系塗料をロールコーターで162.0mmの幅にて、その
両端に非塗装部1.9mm(合計165.8mm)を設け
て、板幅方向に5条の塗装を連続的に行った。
料の硬化を行わせ、板温180℃になったところで缶内
面側に上記塗膜位置と表裏対応するように、低融点接着
剤層を有する厚み16μm 、幅162mmの二軸延伸ポリ
エステルフィルムを板幅方向に5条接着し、更に200
℃まで加熱した。そして、板温が200℃になった時点
で、印刷インキ層および潤滑皮膜層を有する厚み12μ
m の二軸延伸ポリエステルフィルムを、厚み2.5μm
のウレタン系接着剤で、缶外面の白色塗膜面上に、同一
幅で真上に連続的に接着した後、急冷した。
有機皮膜を有する鋼板から、165.8mm幅(缶径5
2.6mm相当、両端に1.9mmの非塗装部を有す)、長
さ136.2mm(缶高さ相当)の一缶当たりのブランク
を切出し、印刷面が缶外面になるように溶接缶ラインで
缶胴を製造した。得られた缶胴の外面は、光沢が良く、
色ムラの発生はなかった。又、商標デザインの鮮映性は
現行の鋼板へ直接印刷したスリーピース缶より良好であ
った。
ンで、ネックドイン加工し、更に地蓋を巻締めた後、1
%食塩水を充填し、天蓋を巻締め、125℃で30分レ
トルト処理を行った。その結果、缶外面の被覆層は剥離
がなく、密着性は良好であり、又、外観の変化もなく、
鮮映性は確保されていた。一方、缶内面についても缶胴
部の腐食発生は認められなかった。缶内面については、
その後38℃で1ケ月保存後に再調査したが、やはり缶
胴部の腐食は確認されなかった。 実施例2 板厚0.18mm、板幅832mm、付着量0.53g/m2の
Niめっき鋼板(クロメート処理)の片面に低融点接着
剤層を有する25μm の二軸延伸ポリエステルフィルム
を、162.0mm幅にてその両端に非塗装部(フィルム
非接着部)1.9mm(合計165.8mm)を設けて、板
幅方向に5条のフィルムを板温180℃で熱接着し、更
に200℃まで加熱した。そして、板温が200℃にな
った時点で、15μm の二軸延伸ポリエステルフィルム
に、Si系微粒子を含むポリエステル系潤滑皮膜を2μ
m 塗布・乾燥後、反対面に商標デザインをグラビア印刷
したフィルムを、厚み1.5μm のウレタン系接着剤
で、先行して積層された25μm の二軸延伸ポリエステ
ルフィルムと表裏対応する位置関係に連続的に接着し、
急冷・乾燥し、コイル状に巻取った。
し、コーヒーを充填後、120℃で15分レトルト処理
を行った。得られた缶体の外観は、光沢が良く、色ムラ
等の発生は認められなかった。又、商標デザインの鮮映
性は現行スリーピース缶より良好であった。一方、缶内
面についても、缶胴部の腐食発生は認められなかった。
缶内面については、その後38℃で3ケ月保存後に再調
査したが、やはり缶胴部の腐食は確認されなかった。
シ塗料を、他方の面には白色顔料を含む10μm の熱硬
化性ポリエステル塗料を、各々表裏対応する位置関係
に、塗装部162.0mm、その両端に非塗装部1.9mm
(合計165.8mm)を設け、板幅方向に5条のコイル
塗装を連続的に行った。次いで、この塗装鋼板を熱風炉
で加熱・乾燥し、缶外面側として使用される熱硬化性ポ
リエステル塗料上に、接着剤層/印刷インキ層/フィル
ム層/潤滑皮膜層の4層より成る多層構造フィルムを、
162.0mm幅に重なるように積層した。162.0mm
幅のフィルムは、幅方向5条同時に積層した。
し、トマトジュースを充填後、125℃で30分レトル
ト処理を行った。得られた缶体の外観は、光沢良く、色
ムラ等の発生は認められなかった。又、商標デザインの
鮮映性は現行スリーピース缶より良好であった。一方、
缶内面についても、缶胴部の腐食発生は認められなかっ
た。缶内面については、その後38℃で3ケ月保存後に
再調査したが、やはり缶胴部の腐食は確認されなかっ
た。
る。幅広コイルを使用し、高速ラインにて連続塗装印刷
を行うことが可能になり、従来の切板塗装ラインより約
2倍の生産性を確保することができる。次に、多数回の
ライン通板が不要なため仕掛り期間が短くて済む。コイ
ル製品の使用は素材板厚が極薄化してもそう大きなハン
ドリング問題を生じない利点をも有している。グラビア
印刷による印刷外観の高級化、工程省略による省力化
等、従来のスリーピース缶用鋼板の塗装印刷工程におけ
る問題を一挙に解決することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 コイル状鋼板の一方の面(缶内面相当)
には、缶径に対応する幅よりわずかに狭い幅の熱硬化性
塗膜層および/または熱可塑性樹脂フィルム層が、該鋼
板の長手方向に連続的に且つ該鋼板の幅方向に1〜10
mmの間隔を置いて複数条延びており、該鋼板の他方の面
(缶外面相当)には、商標デザインを表示した印刷イン
キ層を有する熱可塑性樹脂フィルム層が、該鋼板の長手
方向に連続的に且つ該鋼板の幅方向に1〜10mmの間隔
を置いて複数条延びていると共に、該印刷インキ層を有
する熱可塑性樹脂フィルム層と該熱硬化性塗膜層および
/または熱可塑性樹脂フィルム層とが表裏対応する位置
にあることを特徴とするストライプ状の多層有機皮膜を
有するスリーピース缶用鋼板。 - 【請求項2】 缶内面に当たる鋼板表面に積層されるフ
ィルムが、厚さ5〜50μm のポリプロピレンフィル
ム、ナイロンフィルム、ポリエステルフィルム等の熱可
塑性樹脂フィルムであることを特徴とする請求項1記載
のストライプ状の多層有機皮膜を有するスリーピース缶
用鋼板。 - 【請求項3】 缶外面に当たる鋼板表面に積層されるフ
ィルムが、接着剤層/印刷インキ層/ポリエステル樹脂
フィルム層/静摩擦係数0.2以下の潤滑皮膜層の多層
構造を有することを特徴とする請求項1または2記載の
ストライプ状の多層有機皮膜を有するスリーピース缶用
鋼板。 - 【請求項4】 缶外面に当たる鋼板表面に積層されるフ
ィルムが、接着剤層/ポリエステル樹脂フィルム層/印
刷インキ層/静摩擦係数0.2以下の潤滑皮膜層の多層
構造を有することを特徴とする請求項1または2記載の
ストライプ状の多層有機皮膜を有するスリーピース缶用
鋼板。 - 【請求項5】 缶外面に当たる鋼板表面に、0〜30重
量%の顔料を含有する熱硬化性塗膜を下地に有し、その
上層に商標デザインを表示する印刷インキ層を持った熱
可塑性樹脂フィルム層を有することを特徴とする請求項
1記載のストライプ状の多層有機皮膜を有するスリーピ
ース缶用鋼板。
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1991
- 1991-05-17 JP JP11349691A patent/JP2998042B2/ja not_active Expired - Lifetime
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