JP2018140542A - 缶詰用缶蓋 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1を参照して、本発明に適用されるレーザーラマン分光法の測定原理について説明する。図1は、レーザーラマン分光法の測定原理を説明するための模式図である。図1に示すように、レーザーラマン分光法では、金属板1の両面に樹脂層2が被覆された本発明に係る缶蓋用樹脂被覆金属板10の一方の面側の樹脂層2に対して、レーザー発振器3から発振されたレーザー光4を入射し、散乱したラマン散乱光5を分光器6で分光する。レーザー光4のビーム径はレンズ7により可変となっており、レーザー光4のビーム径を絞ることによって樹脂層2の微小領域における結晶化度の評価を行うことができる。本発明では、図1に示すレーザーラマン分光法の測定原理により、樹脂層2の厚さ方向断面の任意の位置における結晶化度を評価する。
本発明に係る缶蓋用樹脂被覆金属板10の下地となる金属板1には、缶詰容器用材料として広く使用されている鋼板やアルミニウム板を用いることができる。金属板1には、各種の表面処理が施されていてもよく、特に下層が金属クロム、上層がクロム水酸化物からなる2層皮膜の表面処理鋼板であるティンフリースチール(以下、TFSと表記)等が好適である。TFSにおける金属クロム及びクロム水酸化物層の付着量は特に限定されないが、加工性や耐食性の観点から、金属クロム層の付着量は70〜200mg/m2の範囲内、クロム水酸化物層の付着量は10〜30mg/m2の範囲内とすることが望ましい。
本発明に係る缶蓋用樹脂被覆金属板10において、金属板1の2つの面のうち、缶蓋に成形される際に缶蓋の外面側となる面に熱融着される樹脂層2は、ポリブチレンテレフタレート(PBT)とポリエチレンテレフタレート(PET)とを主体とした熱可塑性樹脂層Aで構成される。また、缶蓋の内面側となる蓋面に熱融着される樹脂層2は、ポリエチレンテレフタレート(PET)を主体とした熱可塑性樹脂層Bで構成される。
(2)ジメチルテレフタレート、エチレングリコール、及び共重合成分をエステル交換反応させ、次いで得られる反応生成物を重縮合反応させて熱可塑性樹脂とする方法。
樹脂層2を被覆させた缶蓋用樹脂被覆金属板10を用いて製造された缶蓋を巻締めた缶体についてレトルト殺菌処理を行なうと、熱可塑性樹脂層Aが白化する現象が見られる場合がある。これは熱可塑性樹脂層A内に微細な気泡が形成され、これらの気泡によって光が散乱した結果、白く濁った外観を呈するものである。加えて、熱可塑性樹脂層Aに形成される気泡は以下のような特徴を有する。まず、これらの気泡は、缶体を乾熱環境下で加熱しても形成されない。また、缶体に内容物を充填せずに空き缶のままレトルト殺菌処理を行っても気泡は形成されない。以上の特徴から、レトルト殺菌処理に伴う熱可塑性樹脂層Aでの気泡の形成は、以下のメカニズムによって起こると考えられる。
(1−1)熱可塑性樹脂層Aのラマンバンド強度比(I90/I0)
缶蓋用樹脂被覆金属板10の断面研磨サンプルを作製し、下記測定条件にて熱可塑性樹脂層Aの断面方向に対して水平なレーザー偏光面で1μm毎に1615±10cm−1のラマンバンド強度を測定し、表層側から5μmの測定値の平均値をラマンバンド強度(I0)とした。また、熱可塑性樹脂層Aの断面方向に垂直なレーザー偏向面で表層側から1μm毎に1615±10cm−1のラマンバンド強度を測定し、表層側から5μmの測定値の平均値をラマンバンド強度(I90)とし、ラマンバンド強度比(I=I90/I0)を求めた。
缶蓋用樹脂被覆金属板10の断面研磨サンプルを作製し、下記測定条件にて、熱可塑性樹脂層Bの断面方向に水平なレーザー偏向面で1μm毎に1730±10cm−1のラマンバンドの半値幅を測定し、表層側から5μmの測定値の平均値を求めた。
励起光源:半導体レーザー(λ=532nm)
顕微倍率:×100
アパーチャ:25μmφ
Perkin Elemer製DSC8500を使用して20℃/分の昇温条件にて融点を測定した。測定には、樹脂層を溶融後、液体窒素中で急冷したものを測定用サンプルとして用いた。
プレス装置を用いて缶蓋用樹脂被覆金属板10を缶蓋形状に打ち抜き、周知の工程で加工して、図3及び図4に示す通称200径の缶蓋(底蓋)21を形成した。具体的には、平板状パネル部22の外周部にチャックウオール23が形成され、その外方に湾曲したシーミングパネル24が形成された缶蓋形状とし、シーミングパネル24の内側に周知のシール材25を塗布乾燥した。次いで、1分間に800缶の速度で、溶接缶胴27(図5参照)の端縁フランジ部に缶蓋21を巻締めた。缶蓋21の巻締め部28の熱可塑性樹脂層Aの状態を観察し、以下の評点に従って耐巻締め性を評価した。
◎:蓋材50枚のうち、樹脂層削れの発生無し。
○:蓋材50枚のうち、1〜5枚で樹脂層削れが発生。
△:蓋材50枚のうち、6〜10枚で樹脂層削れが発生。
×:蓋材50枚のうち、11枚以上で樹脂層削れが発生。
缶蓋21の熱可塑性樹脂層Aの耐レトルト白化性を評価した。具体的には、缶蓋21を溶接缶胴27の底蓋として巻締めた缶体26内に常温の水道水を満たした後、上蓋29を巻き締めて密閉し、図5に示す缶体26を形成した。その後、缶体26の底部を下向きにして、蒸気式レトルト殺菌炉の中に配置し、125℃、30分間、レトルト殺菌処理を行った。レトルト殺菌処理後、缶蓋21の熱可塑性樹脂層Aの外観変化を目視で観察し、以下の評点に従って耐レトルト白化性を評価した。
○:外観変化なし。
×:外観が白濁。
缶蓋用樹脂被覆金属板10の製蓋前の平板サンプル(幅15mm、長さ120mm)を切り出した。切り出されたサンプルの長辺側端部から樹脂層2の一部を剥離した。剥離された樹脂層(フィルム)2を、剥離された方向とは逆方向(角度:180°)に開き、50gの重りを固定して、レトルト殺菌処理(125℃、30分)を行った。レトルト殺菌処理後の樹脂層2の剥離長さを測定し、密着性として、成形前フィルム湿潤密着性(2次密着性)を以下の評点に従って評価した。なお、本試験方法は、レトルト殺菌処理後の密着性を模擬した試験であるが、缶蓋内面側の耐内容物性も主として密着性劣化による要因が大きいため、缶蓋の内外面とも同一条件により試験した。
◎:10mm未満。
○:10mm以上、20mm未満。
×:20mm以上。
上述の通りに缶蓋用樹脂被覆金属板10を製造し、ラミロール12等への樹脂層2の溶着有無を観察し、以下の評点に従って製造性を評価した。
○:フィルム溶着無し。
×:フィルム溶着有り。
2 樹脂層(フィルム)
3 レーザー発振器
4 レーザー光
5 ラマン散乱光
6 分光器
7 レンズ
10 缶蓋用樹脂被覆金属板
11 金属帯加熱装置
21 缶蓋
22 平板状パネル部
23 チャックウオール
24 シーミングパネル
25 シール材
26 缶体
27 溶接缶胴
28 巻締め部
29 上蓋
Claims (4)
- 金属板と、
前記金属板の缶蓋の外面側となる面に設けられた、ポリブチレンテレフタレート(PBT)とポリエチレンテレフタレート(PET)とを主体とした熱可塑性樹脂層Aと、
前記金属板の缶蓋の内面側となる面に設けられた、ポリエチレンテレフタレート(PET)を主体とした熱可塑性樹脂層Bと、
を備え、
前記熱可塑性樹脂層Aは、2層以上で構成され、前記金属板に接している層であるA1層のPBT/PETの重量比が(40/60)〜(80/20)の範囲内にあり、最表層であるA2層におけるPET重量比率がA2層におけるPBT重量比率より大きく、該A2層の厚みd(μm)が以下に示す数式(1)を満足し、
前記熱可塑性樹脂層Bにおける熱可塑性樹脂の95mol%以上がポリエチレンテレフタレートであり、前記熱可塑性樹脂層Aでは、レーザーラマン分光法を用いて樹脂層表面に対して水平な偏光面で測定した1615±10cm−1のラマンバンド強度(I0)と樹脂層表面に対して垂直な偏光面で測定した1615±10cm−1のラマンバンド強度(I90)との比(I90/I0)が0.60以上であり、
前記熱可塑性樹脂層Bでは、レーザーラマン分光法を用いて樹脂層表面に対して水平な偏光面で測定した1730±10cm−1のラマンバンドの半値幅が22cm−1以上であることを特徴とする缶詰用缶蓋。
- 前記熱可塑性樹脂層Aの熱可塑性樹脂が、ポリエチレンテレフタレート、又は、共重合成分が10mol%以下の共重合ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート、又は、共重合成分が10mol%以下の共重合ポリブチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項1に記載の缶詰用缶蓋。
- 前記熱可塑性樹脂層Aにおいて、A1層のポリエチレンテレフタレートの共重合成分が、イソフタル酸であることを特徴とする請求項1又は2に記載の缶詰用缶蓋。
- 前記熱可塑性樹脂層Aにおいて、熱可塑性樹脂層Aの融点が235〜245℃の範囲内にあることを特徴とする請求項1〜3のうち、いずれか1項に記載の缶詰用缶蓋。
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