專利名稱：兩片罐體用層壓金屬板和兩片層壓罐體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及兩片罐體用層壓金屬板和兩片層壓罐體，詳細(xì)而言涉及如變薄拉深罐(DI罐)那樣具有高加工度且在蒸煮處理等嚴(yán)酷環(huán)境中使用的罐裝食品用兩片罐的罐體中 使用的層壓金屬板和兩片層壓罐體。
背景技術(shù)：
DI罐是罐身和底部分無接縫的兩片罐之一，將金屬板拉深成型(深拉，cupping) 而制成的拉深罐進(jìn)行變薄拉伸成型或再拉深·變薄拉伸成型加工而得到的罐。作為啤酒、 軟飲料等飲料用容器、湯、蔬菜等食品用容器使用。這里，所謂拉深成型是指，在被稱為深拉壓力機(jī)的拉深成型機(jī)中，將切成圓盤狀的 金屬板利用防皺裝置固定，使用由沖頭和沖模的組合而構(gòu)成的工具成型為帶底的杯狀的加 工方法。此外，變薄拉伸成型是指將通過拉深成型而得的杯狀物的側(cè)壁拉伸變薄的加工。在拉深成型中，切成圓盤狀的金屬板的直徑與變薄拉伸沖頭的直徑相比大的多 時(shí)，有時(shí)以一次拉深成型難以得到所需形狀的杯狀物，在這種情況下一般是以兩次拉深成 型(拉深-再拉深成型)，成型為所需形狀。在該工序中，利用深拉壓力機(jī)制成直徑大的杯 狀物，接著，在制罐機(jī)(罐體成型機(jī))中，先進(jìn)行再拉深成型，然后實(shí)施變薄拉伸成型。在此，迄今為止作為DI罐的原料，通常使用鍍錫鋼板或鋁箔板等的金屬板。然后， 通過DI成型將這些金屬板成型為所需形狀后，進(jìn)行洗滌、表面處理、涂裝等后處理，作成產(chǎn) 品(DI罐)。但是，最近為了能夠省略或簡化這些后處理，在研究通過使用層壓了膜的金屬 板(以下有時(shí)稱為層壓金屬板)進(jìn)行DI成型而沒有后處理就制成容器產(chǎn)品的方法。將層壓了膜的金屬板DI成型而制成兩片罐體時(shí)，為了避免在膜受變薄拉伸而被 拉伸時(shí)發(fā)生開孔或從基底金屬剝離等情況，要求膜有非常高的加工性。而且，在將這種層壓 金屬板成型為兩片罐體而用于罐裝食品時(shí)，由于要置于蒸煮處理那樣嚴(yán)酷的環(huán)境中，因此 膜還必須具有實(shí)施高度加工后的耐久性。這樣，將層壓金屬板DI成型而制成兩片罐體并用于罐裝食品等的容器時(shí)，對膜要 求非常高的加工性和耐久性。雖然已在研究用于飲料罐等不那么嚴(yán)酷的用途的DI用層壓 金屬板，但迄今為止卻沒有對能夠耐受如上述的高度加工和嚴(yán)酷的使用環(huán)境兩個(gè)方面的層 壓金屬板進(jìn)行過研究。例如，在專利文獻(xiàn)1 4中，例示了將由對苯二甲酸丁二醇酯和對苯二甲酸乙二醇 酯形成的膜主要層壓于鋁板而使用于拉深且變薄拉伸加工的金屬板覆蓋用膜。但是，專利 文獻(xiàn)1 4中記載那樣的平滑的層壓金屬板在DI成型時(shí)容易使膜發(fā)生缺陷或降低與基底 金屬的密合性，因此用于罐裝食品等容器時(shí)，可能無法得到在蒸煮處理等嚴(yán)酷環(huán)境中的充 分的耐久性。特別是以強(qiáng)度高于鋁板的鋼板作為基底的情況下，成型時(shí)膜易于發(fā)生損傷而 無法在嚴(yán)酷環(huán)境中使用。專利文獻(xiàn)1 特開2002-88233號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 特開2001-335682號公報(bào)
專利文獻(xiàn)3 特開2004-58402號公報(bào)專利文獻(xiàn)4 特開2004-249705號公報(bào)S卩，至今也未公開使用層壓金屬板，尤其是使用層壓鋼板得到如DI罐那樣加工度高且能耐受蒸煮處理那樣嚴(yán)酷環(huán)境的兩片罐的罐體的方法等。本發(fā)明是鑒于以上事實(shí)而完成的，其目的在于提供適合作為具有高加工度且能耐 受蒸煮處理那樣嚴(yán)酷環(huán)境的兩片罐的罐體原料的、層壓金屬板和兩片層壓罐體。

發(fā)明內(nèi)容
在加工度高的兩片罐的加工中，樹脂層需具有可以追隨高度加工的加工性。[16]對此，雖然對高加工性樹脂成分已作很多研究，但卻鮮有從樹脂表面形狀這 一觀點(diǎn)進(jìn)行的研究。作為增大樹脂表面的凹凸而使加工性提高的方法已有將通常被稱之為 潤滑劑的小粒徑二氧化硅等粒子添加到樹脂層中由此賦予微細(xì)凹凸從而減少對于加工金 屬模具等的表面摩擦，使其易于加工的嘗試。[17]但是，如果想要通過添加這種潤滑劑來賦予更大的表面凹凸，則需要增大潤 滑劑大小或增加量等，但這樣會導(dǎo)致在制造膜的過程中邊冷卻熔化的樹脂邊使其拉伸變薄 時(shí)容易發(fā)生膜的缺陷、破裂等，所以難以實(shí)現(xiàn)。[18]在此，本發(fā)明人等著眼于在層壓平滑的膜時(shí)通過層壓輥能夠?qū)ζ淠渲砻?賦予大的凹凸的事實(shí)，并進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過對膜樹脂表面賦予大的凹 凸而能使加工性大幅提高。[19]詳細(xì)內(nèi)容如下。[20]在拉深且變薄拉伸加工中，將成為罐體外面?zhèn)鹊哪け砻嬗霉ぞ哌M(jìn)行變薄拉伸 而將膜拉伸。因此，成為罐體外面?zhèn)鹊哪つΣ磷枇Φ慕档湍苁钩尚托源蠓岣?。通常為?降低對于加工金屬模具的表面摩擦而使用的潤滑劑的大小在Iym以下，添加了這樣的潤 滑劑的樹脂層的表面凹凸非常微細(xì)。另一方面，在通過層壓輥對其膜樹脂表面賦予凹凸的 方法中，通過控制層壓輥的表面形狀、層壓時(shí)的溫度、壓力而在層壓時(shí)能夠賦予與層壓輥的 表面形狀對應(yīng)的形狀的凹凸。[21]例如，作為層壓輥使用中心線表面粗糙度(Ra)為0. 5 μ m的橡膠棍，以適當(dāng)?shù)?層壓條件進(jìn)行層壓時(shí)，可以對膜樹脂表面賦予中心線表面粗糙度的水平為0. 2 1. 8 μ m的 凹凸。對于其加工性而言，由于表面摩擦大幅降低加工應(yīng)力也降低，加工性將顯著提高。這 種表面形狀的層壓金屬板即使進(jìn)行DI罐那樣的加工度高的成型加工時(shí)，也難以發(fā)生膜剝 離、膜破裂等情況，而且成型加工后的膜密合性高，因此在置于蒸煮處理等嚴(yán)酷環(huán)境中時(shí)， 難以發(fā)生膜剝離等缺陷。而且還發(fā)現(xiàn)在成型加工后進(jìn)行熱處理而能緩解因成型加工而產(chǎn)生 的膜內(nèi)部應(yīng)力，能使膜密合性進(jìn)一步提高，所以優(yōu)選在成型加工后進(jìn)行熱處理。本發(fā)明基于上述見解而完成，其主旨如下。[1] 一種兩片罐體用層壓金屬板，其特征在于，在金屬板的兩面具有聚酯樹脂膜 層，成為罐體外面?zhèn)鹊木埘渲拥慕Y(jié)晶溫度是60 100°C，并且表面的中心線表面粗 糙度(Ra)為 0.2 1.8 μ m。[2]根據(jù)上述[1]所述的兩片罐體用層壓金屬板，其特征在于，成為罐體外面?zhèn)鹊?上述聚酯樹脂膜層由以對苯二甲酸丁二醇酯為主要構(gòu)成單元的樹脂40 100質(zhì)量％和以對苯二甲酸乙二醇酯為主要構(gòu)成單元的樹脂O 60質(zhì)量％所形成。[3]根據(jù)上述[1]或[2]所述的兩片罐體用層壓金屬板，其特征在于，成為罐體內(nèi)面?zhèn)鹊哪颖砻娴闹行木€表面粗糙度(Ra)為0.2 1.8 μ m。[4] 一種兩片層壓罐體，是對上述[1] [3]中任一項(xiàng)所述的兩片罐體用層壓金屬 板進(jìn)行拉深且變薄拉伸成型而制造的。[5]根據(jù)上述[4]所述的兩片層壓罐體，是在上述拉深且變薄拉伸成型的加工工 序中途和/或加工工序后，在150°C以上220°C以下的溫度進(jìn)行熱處理而制造的。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)說明本發(fā)明。本發(fā)明中以兩片罐為對象，尤其適用于其中的DI罐那樣具有高加工度的兩片罐。首先，對于在本發(fā)明的層壓金屬板中使用的基底金屬板進(jìn)行說明。作為基底的金 屬板可以使用鋁原料，但是優(yōu)選使用與鋁板相比經(jīng)濟(jì)性優(yōu)異的鋼板。作為優(yōu)選的鋼板有普 通的無錫鋼、鍍錫鐵皮等。作為無錫鋼，優(yōu)選表面具有附著量為50 200mg/m2的金屬鉻 層和以金屬鉻換算的附著量為3 30mg/m2的鉻氧化物層。此外，作為鍍錫鐵皮優(yōu)選具有 0. 5 15mg/m2的鍍錫量。對于板厚沒有特別限定，但可以優(yōu)選使用0. 15 0. 30mm的范圍。接下來對構(gòu)成本發(fā)明的層壓金屬板的樹脂層進(jìn)行說明。構(gòu)成本發(fā)明的層壓金屬板的樹脂層，從加工性、耐久性、食品安全性等角度考慮， 以聚酯樹脂為基礎(chǔ)。聚酯樹脂膜(以下有時(shí)簡稱為膜)的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異，摩擦系數(shù)小且潤 滑性良好，對氣體、液體的遮蔽效果即阻擋性優(yōu)異而且廉價(jià)。因此，即使如DI成型那樣拉伸 率達(dá)到300%的高加工度成型，也能完全承受，皮膜在成型后仍是完整的。而且，在用于罐裝食品時(shí)通常實(shí)施蒸煮處理，因此在嚴(yán)酷的蒸煮環(huán)境中的耐久性 成為必要。在蒸煮環(huán)境下，暴露于高溫水蒸氣中的同時(shí)使層壓金屬板的溫度急速上升到 120 130°C左右。這種高溫環(huán)境下，在膜樹脂發(fā)生結(jié)晶化的情況下水蒸氣難以侵入膜內(nèi)所 以變化小，但是非結(jié)晶成分多時(shí)水蒸氣容易地侵入到膜內(nèi)，從而使膜劣化。尤其是外面?zhèn)鹊?膜將直接暴露于高溫的水蒸氣中，因此非常易劣化，而且還會因發(fā)生白濁而喪失透明性，所 以外觀也將受到破壞。另一方面，DI成型的層壓金屬板的聚酯樹脂膜層呈降低了缺乏加工性的結(jié)晶成 分、增多了加工性優(yōu)異的非結(jié)晶成分的構(gòu)造，以便具有足夠的加工性。因此，處于加工成層 壓罐之后實(shí)施蒸煮處理時(shí)非常容易劣化的狀態(tài)。而在本發(fā)明中，通過將膜制成易于結(jié)晶化的構(gòu)造并在蒸煮處理開始之后不久的升 溫階段使膜結(jié)晶化，從而抑制因蒸煮處理而導(dǎo)致的劣化?？梢酝ㄟ^將層壓后的膜樹脂的結(jié) 晶溫度設(shè)為60 100°C來實(shí)現(xiàn)適于這種耐蒸煮性能的物性。為此，對于本發(fā)明的層壓金屬 板而言，至少將成為罐體外面?zhèn)鹊木埘渲慕Y(jié)晶溫度設(shè)為60°C以上100°C以下。結(jié)晶溫 度超過100°C時(shí)，無法充分抑制因蒸煮處理導(dǎo)致的膜劣化。另一方面，結(jié)晶溫度低于60°C， 則對膜進(jìn)行DI加工時(shí)發(fā)生結(jié)晶化，有損加工性，因此不優(yōu)選。這里，膜的結(jié)晶溫度由以下的方法來決定。對于從層壓金屬板剝離的膜，使用差示 掃描量熱儀(DSC)以10°C /分鐘的升溫速度由室溫開始測定吸熱放熱曲線，將處于100 200°C之間的伴隨結(jié)晶化的放熱峰的峰溫度設(shè)為結(jié)晶溫度。
為了將膜樹脂的結(jié)晶溫度設(shè)為60 100°C，優(yōu)選使用結(jié)晶速度快的聚酯樹脂，特 別優(yōu)選使用結(jié)晶速度快的樹脂之一的聚對苯二甲酸丁二醇酯。然而單獨(dú)使用聚對苯二甲酸 丁二醇酯則結(jié)晶過快，不能追隨DI加工那樣的高加工。這里，優(yōu)選與聚對苯二甲酸乙二醇 酯混合使用。作為優(yōu)選的聚酯樹脂組成，優(yōu)選由 以對苯二甲酸丁二醇酯為主要構(gòu)成單元的樹脂 40 100質(zhì)量％和以對苯二甲酸乙二醇酯為主要構(gòu)成單元的樹脂0 60質(zhì)量％所形成。 在該組成范圍中，結(jié)晶溫度正合適，能夠得到對蒸煮處理的高耐久性。對苯二甲酸丁二醇酯 樹脂的量小于40質(zhì)量％時(shí)，結(jié)晶溫度將高于100°C，有時(shí)無法獲得足夠的耐蒸煮性。而且， 更優(yōu)選由以對苯二甲酸丁二醇酯為主要構(gòu)成單元的樹脂40 80質(zhì)量％和以對苯二甲酸乙 二醇酯為主要構(gòu)成單元的樹脂20 60質(zhì)量％所形成的樹脂。在本發(fā)明中，關(guān)于以對苯二甲酸丁二醇酯為主要構(gòu)成單元的樹脂和以對苯二甲酸 乙二醇酯為主要構(gòu)成單元的樹脂，在不損害各自特性的范圍內(nèi)，還可以含有對苯二甲酸以 外的二元酸成分、乙二醇或丁二醇以外的二元醇成分。這里，所謂以對苯二甲酸丁二醇酯為 主要構(gòu)成單元的樹脂是指含有80摩爾％以上的對苯二甲酸丁二醇酯單元，優(yōu)選含有85摩 爾％以上，所謂以對苯二甲酸乙二醇酯為主要構(gòu)成單元的樹脂是指含有80摩爾％以上的 對苯二甲酸乙二醇酯，優(yōu)選含有85摩爾％以上。作為對苯二甲酸以外的二元酸成分、乙二醇或丁二醇以外的二元醇成分，例如作 為二元酸可以使用間苯二甲酸、萘二羧酸、草酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、馬來酸等，作為二 元醇成分可以使用丙二醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇、環(huán)己二甲醇、雙酚A等。但是，從抑制因蒸煮處理所致的膜劣化的觀點(diǎn)出發(fā)將結(jié)晶溫度設(shè)為60 100°C 時(shí)，結(jié)晶速度相當(dāng)快，因此存在加工性變差的趨勢。即，在加工途中，由于加工熱、加工拉伸 而膜樹脂發(fā)生結(jié)晶，因此在高度加工時(shí)，因樹脂結(jié)晶而加工性降低，難以進(jìn)行該程度以上的 加工，難以獲得高加工度。在此，對使用加工度差的結(jié)晶溫度低樹脂也能進(jìn)行DI成型那樣 的高加工度的成型方法進(jìn)行了研究。在加工度高的兩片罐體成型加工中，加工時(shí)的表面摩擦的影響也大，通常存在表 面摩擦越小加工性越高的趨勢。特別是在變薄拉伸加工中，邊摩擦膜表面，邊對膜進(jìn)行拉 伸，因此其摩擦阻力越低則加工放熱也越小，越易于加工。為了降低表面摩擦，一般對樹脂表面賦予凹凸從而提高加工性。例如有將微細(xì)粒 子添加到樹脂中，使該粒子露出到樹脂表面而增加表面粗糙度，提高加工性的方法。但是， 可以添加的微細(xì)粒子的大小有限，加入了通常潤滑劑的膜的表面粗糙度Ra最大為0. Ιμπι 左右，難以賦予較大的表面凹凸。在此，本發(fā)明人等進(jìn)行研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)不將微細(xì)粒子添加 到樹脂中而是使用平滑樹脂膜，在層壓時(shí)向膜樹脂表面賦予凹凸，由此能大幅降低表面摩 擦，從而降低加工應(yīng)力顯著提高加工性。這里，在本發(fā)明中，將樹脂層的表面凹凸限制在以中心線表面粗糙度(以下也稱 為表面粗糙度)為0. 2 μ m以上1. 8 μ m以下。通常飲料罐等容器要求高光澤，因此在這種容 器中使用的層壓金屬板的表面也要保持平滑。在這種高光澤層壓金屬板中使用的膜通常是 表面粗糙度Ra為0. 1 μ m以下，并層壓后的膜表面的平滑性也被維持在表面粗糙度0. 1 μ m 左右。對于這種平滑的層壓金屬板而言，DI成型時(shí)膜容易發(fā)生缺陷或者與基底的密合性下 降，無法在使用環(huán)境嚴(yán)酷的罐裝食品用途中使用。
另一方面，如果對樹脂層表面賦予表面粗糙度大于0. 2μπι的粗糙度，則由于金屬模具與膜的接觸面積變少摩擦阻力減小而成型阻力降低，由此加工性得到提高，膜與基底 的密合性也提高，因此在使用環(huán)境嚴(yán)酷的罐裝食品的用途中也能使用。此外還發(fā)現(xiàn)具有表 面粗糙度越高則加工性越高，其結(jié)果耐久性也變高的趨勢。更優(yōu)選表面粗糙度為0. 4μ m以 上。另一方面，表面粗糙度超過1.8μπι時(shí)，由于膜的厚度變不均勻，容易發(fā)生膜缺陷等。由 此將上限設(shè)為1. 8 μ m。而更優(yōu)選為1. 0 μ m以下。另外，樹脂層(膜)表面的表面粗糙度可以通過控制層壓輥的表面形狀、層壓時(shí)的 溫度、壓力來控制。層壓輥的表面粗糙度越粗糙，層壓時(shí)的溫度、壓力越高，粗糙度越有變大 的趨勢，尤其是層壓溫度的影響較大，可通過將其設(shè)在膜樹脂的熔點(diǎn)附近而能使表面粗糙 度變高。此外，還存在通過將層壓輥表面的溫度設(shè)高而能使表面粗糙度變大的趨勢。在根據(jù)層壓溫度來控制膜樹脂的表面粗糙度時(shí)，優(yōu)選(樹脂的熔點(diǎn)_8°C )以上 (樹脂的熔點(diǎn)+12°C)以下。層壓溫度低于(樹脂的熔點(diǎn)_8°C)時(shí)，表面粗糙度無法達(dá)到足 夠大，而超過(樹脂的熔點(diǎn)+12°C )時(shí)，表面變得太粗糙，膜的厚度變不均勻，容易產(chǎn)生膜缺 陷等，除此之外還有膜樹脂熔融粘合于層壓輥上的可能性。對于具有以上這樣的表面粗糙度的膜樹脂層表面而言，其將變成光澤得到了控制 的消光狀的表面?？紤]到這點(diǎn)，優(yōu)選60度光澤為30以上100以下。光澤越低，表面粗糙度 越大，加工性也越高，但是小于30時(shí)，表面粗糙度過大，膜的厚度有時(shí)變不均勻。優(yōu)選50以 上。另一方面，光澤高于100時(shí)，有時(shí)因表面粗糙度小而加工性不能得到提高。此外，對于內(nèi)面?zhèn)鹊木埘渲瑢?，可以使用與外面?zhèn)鹊臉渲瑢酉嗤臉渲瑢?，但?由于內(nèi)面?zhèn)燃词乖谡糁筇幚頃r(shí)也不存在直接暴露在高溫水蒸氣中的情況，所以無需使用如 同外面?zhèn)饶菢咏Y(jié)晶溫度低的樹脂，對于加工性而言能耐受DI成型即可。從這種觀點(diǎn)出發(fā)， 聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂在DI成型中沒有足夠的加工性，因此優(yōu)選以對苯二甲酸和乙 二醇作為主要成分，并從加工性和耐久性的平衡出發(fā)作為共聚成分含有5摩爾％以上15摩 爾％以下的間苯二甲酸成分或環(huán)己二甲醇的共聚聚酯樹脂。共聚成分比例低時(shí)，分子容易取向，當(dāng)加工度變高時(shí)存在發(fā)生膜剝離或者產(chǎn)生與 罐高度方向平行的龜裂(斷裂)的趨勢。此外，對加工后的罐體實(shí)施熱處理時(shí)也同樣發(fā)生 取向。從防止這種問題的觀點(diǎn)出發(fā)，在本發(fā)明中將共聚成分含量的優(yōu)選下限設(shè)為5摩爾％。 從難以取向的觀點(diǎn)出發(fā)，雖然共聚成分的比例越高越好，但是超過15摩爾％時(shí)，因膜成本 變高而經(jīng)濟(jì)性變差，除此之外，還存在膜變得柔軟，耐傷痕性、耐化學(xué)藥品性降低的可能性。 由此，將共聚成分的含量的優(yōu)選上限設(shè)為15摩爾％。對于成為罐體內(nèi)面?zhèn)鹊哪佣?，從加工性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選與外面?zhèn)韧瑯又行?線表面粗糙度(Ra)為0. 2 1. 8 μ m。通過與外面?zhèn)韧瑯犹岣弑砻娲植诙榷梢允辜庸ば?進(jìn)一步提高。其優(yōu)選范圍的上下限的限定理由與外面?zhèn)认嗤?。而且，為了使樹脂層追隨本發(fā)明對象的高加工度兩片罐體的成型，層壓金屬板的 樹脂層的取向狀態(tài)也很重要。經(jīng)雙向拉伸等制成的膜在面內(nèi)以拉伸方向取向，但是層壓后 該取向仍處于高的狀態(tài)則有時(shí)無法追隨加工而導(dǎo)致斷裂。從這種觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選面取向系 數(shù)為0. 04以下。在使用面取向系數(shù)為0. 08 0. 15的雙向拉伸膜制造這種層壓金屬板時(shí)， 充分提高層壓時(shí)的溫度將取向結(jié)晶熔化即可。通過擠壓法制成的膜幾乎沒有取向，因此從 上述觀點(diǎn)出發(fā)是優(yōu)選的。同樣地，直接對金屬板層壓熔融樹脂的直接層壓法也因同樣的理由而優(yōu)選。在本發(fā)明的層壓金屬板中使用的聚酯樹脂層中還可以加入顏料、潤滑劑、抗氧化 齊U、熱穩(wěn)定劑、增塑劑、防靜電劑、潤滑劑、結(jié)晶成核劑等的添加劑。此外，在本發(fā)明中規(guī)定的 樹脂層以外，還可以將具有其他功能的樹脂層配置在聚酯樹脂層的上層或下層。例如，在內(nèi) 面、外面?zhèn)鹊母骶埘渲瑢拥南聦涌梢酝糠蟓h(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂或非結(jié)晶型聚酯樹脂，從 而提高聚酯樹脂和基底金屬板的潤濕粘合性。對于樹脂層的厚度而言，膜厚變薄時(shí)，容易產(chǎn)生因加工所致的缺陷，但對于本發(fā)明 中規(guī)定的樹脂層而言即使是薄的樹脂層也可以優(yōu)選使用。根據(jù)加工程度、其他要求特性而 適當(dāng)選擇樹脂厚度即可，但是例如可以優(yōu)選使用5 μ m以上50 μ m以下的樹脂。特別是樹脂 層薄到30μπι以下時(shí)，屬于本發(fā)明效果突出的區(qū)域，所以優(yōu)選。接著，對本發(fā)明的層壓金屬板進(jìn)行說明。 本發(fā)明的層壓金屬板，在上述金屬板的兩面具有上述的聚酯樹脂層。向金屬板層 壓樹脂的方法沒有特別限定。可以適當(dāng)?shù)剡x擇熱壓接雙向拉伸膜或未拉伸膜的熱壓接法， 使用T模等在金屬板上直接形成樹脂層的擠壓法等。已確認(rèn)用任何一種方法都能得到足夠 的效果。在本發(fā)明的DI成型中，可以使用市售的深拉壓力機(jī)和DI成型裝置，不會因其配置 而產(chǎn)生差別。在這些裝置中，將適當(dāng)?shù)睦畛尚秃妥儽±斐尚徒M合而得到所需形狀。這 里，在拉深成型中，當(dāng)切成圓盤狀的金屬板的直徑比變薄拉伸沖頭的直徑大很多時(shí)，以一次 拉深成型難以獲得所需形狀的杯狀物，因此在這種情況下進(jìn)行兩次拉深成型(拉深_再拉 深成型)而成型為所需形狀。在該工序中，通過深拉壓力機(jī)制造直徑較大的杯狀物，接著在 制罐機(jī)(罐體成型機(jī))中，先進(jìn)行再拉深成型，然后實(shí)施變薄拉伸成型。作為DI成型用冷卻劑，優(yōu)選水或含有食品安全性高的成分的水溶液。如果使用 這種冷卻劑，則在使用DI成型裝置的變薄拉伸成型(和再拉深成型)中，即使循環(huán)于裝置 內(nèi)而進(jìn)行成型時(shí)的冷卻之際附著到罐上也能通過簡單的洗滌就可以解決。另一方面，作為 深拉壓力機(jī)的拉深加工時(shí)的潤滑劑，優(yōu)選在層壓金屬板表面涂布蠟，將熔點(diǎn)30 80°C的石 蠟、脂肪酸酯系的蠟以100 500mg/m2進(jìn)行涂布時(shí)呈良好的成型性。在用DI成型裝置成型后，優(yōu)選洗滌或者不洗滌直接就進(jìn)行用于提高之后的干燥 和膜密合性的熱處理。此時(shí)的熱處理溫度優(yōu)選150°C以上。更優(yōu)選在200°C以上。另一方 面，為了不使膜的耐久性劣化，熱處理溫度優(yōu)選220°C以下。此外優(yōu)選在樹脂層熔點(diǎn)以下。熱處理用來緩解經(jīng)加工而產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力，具有通過緩解內(nèi)部應(yīng)力而提高與基底 金屬的密合性的效果。本發(fā)明中定義的高加工度罐體中，樹脂層具有變形程度較大容易產(chǎn) 生較大內(nèi)部應(yīng)力的趨勢，所以因該內(nèi)部應(yīng)力而樹脂層剝離的發(fā)生變?nèi)菀椎目赡苄浴Ｒ虼?，?過實(shí)施熱處理，使該內(nèi)部應(yīng)力得到緩解，抑制密合力的降低，從而防止剝離。熱處理溫度比聚酯樹脂的熔點(diǎn)低很多的話，易于保持表層的美觀，容易避免樹脂 附著于其他的接觸物上。優(yōu)選的熱處理溫度的上限是220°C。另一方面，熱處理溫度的下 限要考慮內(nèi)部應(yīng)力的緩解效率來確定。在聚酯樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)以上的溫度時(shí) 易于緩解內(nèi)部應(yīng)力。而且，在處理時(shí)間不成問題的生產(chǎn)工藝中，也可以選擇玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 (Tg)以上低于150°C的熱處理溫度，但是通常生產(chǎn)率將變差。從這種觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選的熱處 理溫度的下限是150°C。更優(yōu)選的熱處理溫度是200°C以上聚酯樹脂的熔點(diǎn)以下。
而且，熱處理后的冷卻，在為聚酯樹脂那樣的結(jié)晶性樹脂的情況下，為了抑制使加 工性降低的結(jié)晶化而優(yōu)選盡快。冷卻速度優(yōu)選為在熱處理后10秒以內(nèi)能使溫度降低到樹 脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的速度。對于熱處理的方法，沒有特別限制。已確認(rèn)用電爐、燃?xì)庠?、紅外爐、感應(yīng)加熱器等 可以得到同樣的效果。此外，加熱速度、加熱時(shí)間、冷卻時(shí)間(熱處理結(jié)束后直到溫度冷卻 到樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下的時(shí)間)可以考慮因內(nèi)部應(yīng)力的緩解所帶來的正效果和因 結(jié)晶化帶來的負(fù)效果這兩方面來進(jìn)行適當(dāng)選擇。通常加熱速度越快則越有效率，加熱時(shí)間 的標(biāo)準(zhǔn)是15秒 60秒左右，但不限于該范圍。為了調(diào)整罐口部的高度將進(jìn)行去除成型后的DI罐的上部的修整。修整可以在DI 成型后洗滌罐體之前進(jìn)行，也可以在洗滌罐體之后進(jìn)行，或者可以在熱處理后的任何時(shí)機(jī) 進(jìn)行。此外，修整后的罐體，在進(jìn)行用于擰緊蓋子的邊緣加工、用于提高罐體強(qiáng)度的壓邊加 工后，填充內(nèi)容物就可使用。實(shí)施例1
以下對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。[層壓金屬板的制作]使用厚度0. 20mm、調(diào)質(zhì)度T3的無錫鋼(金屬Cr層120mg/m2、Cr氧化物層以金 屬Cr換算為10mg/m2)作為基底原板，對該原板使用如下詳細(xì)示出的膜層壓法(膜熱壓接 法)或直接層壓法(直接擠壓法)形成各種樹脂層。對于膜樹脂，使用Kanebo Gohsen公司制樹脂顆粒，按照表1所示的組成組合適宜 的樹脂，用通常的方法制作單層或雙層的未拉伸或雙向拉伸的膜。對于膜的層壓方法，將厚 度25 μ m的各膜層壓在上述原板的兩面，制成層壓金屬板。另外，層壓后的膜(樹脂層)表 面的中心線表面粗糙度(Ra)是通過層壓輥的表面性狀、層壓溫度、壓力來控制的。膜熱壓接法1加熱金屬板，在表1所示的層壓溫度下用中心線表面粗糙度(Ra)O. 6 μ m的層壓輥 在線壓80000N/m的條件下熱壓接經(jīng)雙向拉伸法制成的膜，接著在2秒以內(nèi)通過水冷進(jìn)行冷卻。膜熱壓接法2加熱金屬板，在表1所示的層壓溫度下用中心線表面粗糙度(Ra)O. 6 μ m的層壓輥 在線壓80000N/m的條件下熱壓接未拉伸膜，接著在2秒以內(nèi)使用水冷進(jìn)行冷卻。直接擠壓法用擠壓機(jī)使樹脂顆?；鞜?、熔融，利用T模使其覆蓋在行進(jìn)中的經(jīng)加熱的金屬板 上，接著將被樹脂覆蓋的金屬板用80°C的冷卻輥夾持使其冷卻，然后通過水冷進(jìn)行冷卻。此 時(shí)的層壓溫度示于表1。此外，層壓輥的中心線表面粗糙度(Ra)為0.6μπι，線壓為80000N/ m0對由上得到的層壓金屬板，如下算出層壓膜的結(jié)晶溫度、面取向系數(shù)、中心線表面 粗糙度(Ra)、60度光澤。得到的結(jié)果示于表1。[結(jié)晶溫度的測定]對于由層壓金屬板剝離的膜，使用差示掃描量熱儀(DSC)，以10°C /分鐘的升溫速 度從室溫開始測定吸熱放熱曲線，根據(jù)處于100 200°C之間的伴隨結(jié)晶化的放熱峰的峰溫度來決定了結(jié)晶溫度。[面取向系數(shù)的測定]使用阿貝折射儀，在光源為鈉D線、中間液為二碘甲烷、溫度為25°C的條件下測定折射率，求出膜面長度方向的折射率Nx、膜面寬方向的折射率Ny、膜面厚度方向的折射率 Nz,由下式求出面取向系數(shù)Ns。面取向系數(shù)(Ns)= (Nx+Ny) /2-Nz[中心線表面粗糙度(Ra)的測定]按服JIS-B0601，使用株式會社小坂研究所制表面粗糙度測定器SE-30D，在裁切 值0. 8mm、測定長度2. 4mm的條件下測定。在膜長度方向和寬方向分別測定3點(diǎn)，以其Ra值 的平均值作為膜的Ra值。[60度光澤的測定]根據(jù)JIS-Z8741，使用日本電色工業(yè)株式會社制便攜式光澤計(jì)PG-1M，以測定角度 60度進(jìn)行了測定。在膜長度方向和寬方向分別測定3點(diǎn)，將得到的光澤值的平均值作為膜 的光澤值。[罐體成型]接著，使用經(jīng)上述得到的層壓金屬板，利用以下所示的條件進(jìn)行DI成型而成型為 罐。對于得到的DI罐體，利用以下所述性能試驗(yàn)評價(jià)DI成型性(成型后罐外面膜的健全 性)、耐腐蝕性(罐內(nèi)面膜的健全性)、和耐蒸煮性。將得到的結(jié)果示于表1。[DI 成型]DI成型首先是在層壓金屬板的兩面涂布熔點(diǎn)45°C的石蠟50mg/m2，沖裁123mm Φ 坯料，將該坯料用市售的深拉壓力機(jī)拉深成型為內(nèi)徑71mm Φ、高度36mm的杯狀物。接著，將 該杯狀物裝入市售的DI成型裝置，以沖頭速度200mm/s、沖程560mm，進(jìn)行再拉深加工和3 階段的變薄拉伸加工(分別縮小20%、19%、23% )，最終成型為罐內(nèi)徑52mm、罐高90mm的 罐體。另外，在DI成型中，以50°C的溫度使自來水循環(huán)。對于經(jīng)DI成型制成的罐體，除實(shí)施例6以外，用50°C的離子交換水噴射罐體的 內(nèi)外表面將表面洗凈，接著在210°C的干燥爐中干燥30秒。只有實(shí)施例6是在洗凈后，在 120°C的干燥爐中干燥30秒。(I)DI成型性(成型后的罐外面膜健全性)以成型后的罐外面膜的健全性(膜缺陷少的為良好)進(jìn)行評價(jià)。對于洗凈、干燥 后的DI罐，為了能對DI罐的金屬板通電，用銼使罐口帶傷后，使DI罐以底朝下放入加入了 電解液(NaCl 溶液、溫度25°C )的容器(比DI罐略大)中，僅使罐的外面與電解液接 觸。然后，根據(jù)對罐體和電解液間施加電壓6V時(shí)測得的電流值進(jìn)行如下評價(jià)。(評價(jià))大于 5mA X大于 0. 5mA、5mA 以下Δ大于0. 05mA、0. 5mA 以下〇0.05mA 以下◎(2)耐腐蝕性(罐內(nèi)面的健全性)關(guān)于罐內(nèi)面的健全性(膜缺陷少的為良好)，對于洗凈、干燥后的DI罐，為了能對DI罐的金屬板通電，用銼使罐口帶傷后，在罐內(nèi)注入電解液(NaCl 溶液、溫度25°C)注 滿到罐口，然后在罐體和電解液間施加6V的電壓。根據(jù)此時(shí)測得的電流值進(jìn)行如下評價(jià)。(評價(jià))大于 1mA: X大于0. ImAUmA 以下Δ大于0. 01mA、0. ImA 以下〇0.01mA 以下◎(3)耐蒸煮性
對于耐蒸煮性，對洗凈、干燥后的DI罐進(jìn)行修整、邊緣加工后，將自來水注滿到罐 口后，將蓋子擰緊。對填充有自來水的罐，用市售的蒸煮裝置在130°C進(jìn)行30分鐘處理，用 下述基準(zhǔn)對蒸煮處理后的罐外面的外觀進(jìn)行評價(jià)。(評價(jià))膜表面整體明顯發(fā)生白濁X膜表面僅一部分發(fā)生白濁Δ膜表面略微發(fā)生白濁〇膜表面完全沒有變化◎根據(jù)表1，在使用本發(fā)明例1 16時(shí)，成型性、耐腐蝕性、耐蒸煮性均良好。另一方面，使用比較例17 22時(shí)，成型性、耐腐蝕性、耐蒸煮性均差。
權(quán)利要求
一種兩片罐體用層壓金屬板，其特征在于，在金屬板的兩面具有聚酯樹脂膜層，成為罐體外面?zhèn)鹊木埘渲拥慕Y(jié)晶溫度是60～100℃，并且表面的中心線表面粗糙度Ra為0.2～1.8μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩片罐體用層壓金屬板，其特征在于，成為罐體外面?zhèn)鹊乃?述聚酯樹脂膜層由以對苯二甲酸丁二醇酯為主要構(gòu)成單元的樹脂40 100質(zhì)量％、和以對 苯二甲酸乙二醇酯為主要構(gòu)成單元的樹脂0 60質(zhì)量％所形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩片罐體用層壓金屬板，其特征在于，成為罐體內(nèi)面?zhèn)鹊哪?層表面的中心線表面粗糙度Ra為0. 2 1. 8 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩片罐體用層壓金屬板，其特征在于，成為罐體內(nèi)面?zhèn)鹊哪?層表面的中心線表面粗糙度Ra為0. 2 1. 8 μ m。
5.一種兩片層壓罐體，是對權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的兩片罐體用層壓金屬板進(jìn) 行拉深且變薄拉伸成型而制造的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的兩片層壓罐體，是在所述拉深且變薄拉伸成型的加工工序中 途和/或加工工序后，在150°C以上220°C以下的溫度進(jìn)行熱處理而制造的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適于具有高加工度且能耐受如蒸煮那樣嚴(yán)酷環(huán)境的兩片罐體的層壓金屬板和兩片層壓罐體。一種在金屬板的兩面具有聚酯樹脂膜層的兩片罐體用的層壓金屬板。此時(shí)，構(gòu)成層壓金屬板的、成為罐體外面?zhèn)鹊木埘渲拥慕Y(jié)晶溫度為60～100℃，且表面的中心線表面粗糙度(Ra)為0.2～1.8μm。優(yōu)選成為罐體外面?zhèn)鹊乃鼍埘渲佑梢詫Ρ蕉姿岫《减橹饕獦?gòu)成單元的樹脂40～100質(zhì)量％和以對苯二甲酸乙二醇酯為主要構(gòu)成單元的樹脂0～60質(zhì)量％所形成。
文檔編號B65D8/04GK101939163SQ20098010418
公開日2011年1月5日 申請日期2009年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月7日
發(fā)明者多田雅毅, 大島安秀, 安江良彥, 小島克己, 山中洋一郎, 巖佐浩樹 申請人:杰富意鋼鐵株式會社