JP2960613B2 - 金属板貼合せ成形加工用ポリエステルフィルム - Google Patents

金属板貼合せ成形加工用ポリエステルフィルム

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属板貼合せ成形加工用
ポリエステルフィルムに関し、さらに詳しくは金属板と
貼合せて絞り加工などの製缶加工をする際優れた成形加
工性を示し、かつ耐熱性および保香性に優れた金属缶、
例えば飲料缶、食品缶等を製造しうる金属板貼合せ成形
加工用ポリエステルフィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】金属缶には内外面の腐蝕防止として一般
に塗装が施されているが、最近、工程簡素化、衛生性向
上、公害防止などの目的で、有機溶剤を使用せずに防錆
性を得る方法の開発が進められ、その一つとして熱可塑
性樹脂フィルムによる被覆が試みられている。すなわ
ち、ブリキ、ティンフリースチール、アルミニウムなど
の金属板に熱可塑性フィルムをラミネートした後、絞り
加工などにより製缶する方法の検討が進められている。
この熱可塑性樹脂フィルムとして、共重合ポリエステル
フィルムが、成形加工性、耐熱性、保香性に優れてお
り、好適であることがわかってきている（特開平３―８
６７２９号）。
【０００３】また、ポリエステルフィルムにおいてはそ
の滑り性や耐削れ性がフィルムの製造工程および各用途
における加工工程の作業性の良否、さらには製品の品質
の良否を左右する大きな要因となっている。
【０００４】すなわち、例えば滑り性が不足すると、フ
ィルムの巻取り工程などでしわが発生したり、また金属
缶用途を例にとると、滑り性の不足から金属板へのラミ
ネート時にしわが発生し、さらに製缶時の絞り加工など
において耐削れ性の不足がピンホールの発生、極端な場
合にはフィルムの破断を招き、金属缶内外面の被覆の用
をなさない。
【０００５】一般に磁気記録用フィルムなどの滑り性、
耐削れ性の改良には、不活性微粒子を添加してフィルム
表面に凹凸を付与することにより、ロール、加工工具等
との間の接触面積を減少せしめる方法が取られている。
これら原料高分子中の微粒子は、その大きさが大きいほ
ど、滑り性の改良効果が大であるのが一般的である。
【０００６】例えば、不活性微粒子として、炭酸カルシ
ウム、酸化チタン、カオリンなどの１種または２種以上
（大粒子と小粒子の組合せ）を添加することが従来から
よく行われている（特開昭５１―３４２７２号、特開昭
５２―７８９５３号、特開昭５２―７８９５４号、特開
昭５３―４１３５５号、特開昭５３―７１１５４号
等）。
【０００７】しかし、金属缶成形における絞り加工など
のような大きな変形を伴う工程においては、該微粒子の
大きさが増すにつれて、変形時に生じる該微粒子とポリ
エステルとの境界に形成されるボイドが大きくなり、突
起の形状が緩やかな形となり、加工時の摩擦係数を高く
すると共に加工時に生じたポリエステルフィルムのボイ
ド上の小さな傷（スクラッチ）によっても粒子の脱落が
起こり、ピンホール発生やフィルム破断の原因となると
いう問題が生ずる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、これら
不都合を解消し、不活性微粒子周辺のボイドが小さく且
つフィルム表面が適度に粗れることによってフィルムの
滑り性と耐削れ性が向上し、製缶加工に適したポリエス
テルフィルムを開発すべく鋭意研究した結果、本発明に
到達した。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、平
均粒径（ｄA ）が０．０５μｍ以上０．６μｍ未満の滑
剤Ａを０．０１〜３重量％、平均粒径（ｄB ）が０．３
μｍ以上２．５μｍ以下の滑剤Ｂを０．００１〜０．２
重量％含有し、かつ滑剤Ａの平均粒径ｄA と滑剤Ｂの平
均粒径ｄB の比ｄB ／ｄA が２．５以上であり、さらに
融点が２１０〜２４５℃の共重合ポリエステルからな
り、フィルムの面配向係数が０．０８〜０．１６である
ことを特徴とする金属板貼合せ成形加工用ポリエステル
フィルムである。
【００１０】本発明における共重合ポリエステルとして
は、共重合ポリエチレンテレフタレートが代表例として
挙げられる。この共重合成分は酸成分でもアルコール成
分でもよい。この共重合成分としてはイソフタル酸、フ
タル酸、２，６―ナフタレンジカルボン酸等の如き芳香
族ジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン
酸、デカンジカルボン酸などの如き脂肪族ジカルボン
酸、シクロヘキサンジカルボン酸の如き脂環族ジカルボ
ン酸などが例示でき、また共重合アルコール成分として
はブタンジオール、ヘキサンジオール等の如き脂肪族ジ
オール、シクロヘキサンジメタノールの如き脂環族ジオ
ールなどが例示できる。これらは単独または２種以上を
使用することができる。
【００１１】共重合成分の割合は、その種類にもよる
が、結果としてポリマー融点が２１０〜２４５℃、好ま
しくは２１５〜２４０℃、さらに好ましくは２２０〜２
３５℃の範囲になる割合である。ポリマー融点が２１０
℃未満では耐熱性が劣るため、加熱処理、製缶後の印刷
による加熱などに耐えられない。一方、ポリマー融点が
２４５℃を越えると、ポリマーの結晶性が大きすぎて成
形加工性が損なわれる。
【００１２】ここで、ポリエステルの融点測定は、Ｄｕ
Ｐｏｎｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ９１０ ＤＳＣ
を用い、昇温速度２０℃／分で融解ピークを求める方法
による。なおサンプル量は約２０ｍｇとする。
【００１３】本発明においては、特に十分な保香性を得
るうえで、イソフタル酸を１０〜１４モル％共重合させ
た、二次転移点が７０℃以上のポリエチレンテレフタレ
ートが好適に用いられる。
【００１４】本発明における共重合ポリエステルは、そ
の製法によって限定されることはない。例えば、テレフ
タル酸、エチレングリコールおよび共重合成分をエステ
ル化反応させ、次いで得られる反応生成物を重縮合反応
させて共重合ポリエステルとする方法、あるいはジメチ
ルテレフタレート、エチレングリコールおよび共重合成
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共重合ポリエステルとする方法、が
好ましく用いられる。ポリエステルの製造においては、
必要に応じ、他の添加剤、例えば、酸化防止剤、熱安定
剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤などを添加することもで
きる。
【００１５】本発明における共重合ポリエステルは、平
均粒径（ｄA ）が０．０５μｍ以上０．６μｍ未満、好
ましくは０．０８〜０．５μｍ、更に好ましくは０．１
〜０．４μｍの滑剤Ａ（小粒子滑剤）を０．０１〜３重
量％、好ましくは０．１〜１．０重量％、更に好ましく
は０．２〜０．５重量％含有し、更に平均粒径（ｄB）
が０．３μｍ以上２．５μｍ以下、好ましくは０．５〜
２．０μｍ、更に好ましくは０．６〜１．８μｍの滑剤
Ｂ（大粒子滑剤）を０．００１〜０．２重量％、好まし
くは０．００２〜０．１重量％、更に好ましくは０．０
０５〜０．０５重量％含有する。
【００１６】小粒子滑剤の平均粒径（ｄA ）が０．０５
μｍ未満では、滑り性の向上効果が不十分であり、フィ
ルム製造工程において巻取り性が悪くなるので好ましく
ない。また、この平均粒径（ｄA ）が０．６μｍを超え
る場合は、深絞り製缶等の加工により変形した部分に、
粗大粒子（例えば１０μｍ以上の粒子）が起点となり、
ピンホールを生じたり、場合によっては破断が生じるの
で、好ましくない。
【００１７】また、小粒子滑剤の含有量が０．０１重量
％未満では滑り性の向上効果が不十分であり、一方、３
重量％を越えるとフィルムの破断が多発するので好まし
くない。
【００１８】更に、本発明においては、この小粒子滑剤
と共に、大粒子滑剤を共重合ポリエステルに含有させる
ものであり、それによって滑り性を一段と向上させるこ
とができる。この大粒子滑剤の平均粒径が０．３μｍ未
満では、滑り性を更に向上させることができず、一方
２．５μｍを越えると、深絞り加工により変形した場
合、粒子の脱落が生じ、ピンホールが生じたり、フィル
ムが破断したりして、耐削れ性が悪化する。
【００１９】また、大粒子滑剤の含有量が０．００１未
満では小粒子滑剤のみの場合と滑り性が変らず、０．２
重量％を越えると耐削れ性が悪化するので不適当であ
る。さらに、小粒子滑剤の平均粒径ｄA と大粒子滑剤の
平均粒径ｄB の比ｄB ／ｄA は２．５以上、好ましくは
３．０以上である。平均粒径比ｄB ／ｄA が２．５未満
では大粒子滑剤添加による滑り性向上効果が発現しな
い。本発明において用いられる滑剤は、小粒子滑剤、大
粒子滑剤共に、無機、有機等の如何を問わないが、なか
でも無機系が好ましい。無機系滑剤としては、シリカ、
アルミナ、二酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウ
ム等が例示でき、有機系滑剤としてはシリコーン粒子等
が例示できる。
【００２０】これらの滑剤は、単独で用いることもでき
るし、２種以上を混合して用いることもできる。また、
必要に応じて、その他の滑剤を添加することもできる。
【００２１】特に、耐ピンホール性の点で好ましい小粒
子及び大粒子滑剤は、粒径比（長径／短径）が１．０〜
１．２である単分散の滑剤である。このような滑剤とし
ては、真球状シリカ、真球状二酸化タチン、真球状シリ
コーン粒子などが例示できる。
【００２２】ここで、球状単分散の滑剤の平均粒径及び
粒径比は、先ず粒子表面に金属を蒸着してのち電子顕微
鏡にて例えば１万〜３万倍に拡大した像から、長径、短
径及び面積円相当径を求め、次いでこれらを次式にあて
はめることによって、算出される。
【００２３】平均粒径＝測定粒子の面積円相当径の総和
／測定粒子の数 粒径比＝粒子の平均長径／該粒子の平均短径 また、球状滑剤粒子は粒径分布がシャープであることが
好ましく、分布の急峻度を表わす相対標準偏差が０．５
以下、更には０．３以下であることが好ましい。
【００２４】この相対標準偏差は次式（数１）で表わさ
れる。
【００２５】
【数１】
【００２６】共重合ポリエステルに滑剤を含有させる手
段としては従来から知られている手段を用いることがで
き、特に限定されないが、共重合ポリエステルの製造時
に滑剤を添加する方法が好ましい。
【００２７】本発明のポリエステルフィルムの製造で
は、まず共重合ポリエステルを熔融押出すが、このとき
所定の滑剤含有量となるように上記ポリエステルに滑剤
を含有させておくか、あるいは押出し時に所定の量をブ
レンドして押出する方法を採用することができる。
【００２８】本発明においては、上記小粒子滑剤と大粒
子滑剤とを共重合ポリエステルに含有させることによっ
て、製缶時の大きな変形（深絞り加工）によっても滑剤
粒子の脱落が起らず、耐削れ性の良好なポリエステルフ
ィルムが得られるのであって、ポリエチレンテレフタレ
ートのようなホモポリエステルに含有させたのでは、滑
り性は向上するものの、耐削れ性は改善されない。
【００２９】なお、フィルムの製造において、本発明の
効果を阻害しない範囲で、平均粒径が２．５μｍ以下の
第３の滑剤を添加することができる。
【００３０】このようにして熔融押出しダイより吐出し
てフィルム状に成形し、次いで二軸延伸、熱固定して二
軸配向フィルムとする。このフィルムの面配向係数は
０．０８以上０．１６以下、好ましくは０．０９を超え
０．１５以下、さらに好ましくは０．１０を超え０．１
４以下であることを要する。フィルムの面配向係数が
０．０８未満では、深絞り加工の深絞り比が高くなった
場合、クラックが入るなどの問題が生ずるので好ましく
ない。一方、面配向係数が０．１６を超えると、深絞り
加工時破断が生じ、深絞り加工そのものが不可能とな
る。
【００３１】ここで、面配向係数とは、以下の式により
定義されるものである。
【００３２】
【数２】ｆ＝［（ｎｘ×ｎｙ）／２］−ｎｚ 上記式において、ｆ：面配向係数、ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ：
それぞれ、フィルムの横、縦、厚さ方向の屈折率であ
る。なお、屈折率は以下のようにして測定する。
【００３３】アッベの屈折計の接眼側に偏光板アナライ
ザーを取り付け、単色光ＮａＤ線でそれぞれの屈折率を
測定する。マウント液はヨウ化メチレンを用い、測定温
度は２５℃である。
【００３４】上記面配向係数を満足するポリエステルフ
ィルムを得るには、例えば逐次二軸延伸において、縦延
伸倍率を２．５〜３．６倍の範囲から、横延伸倍率を
２．７〜３．６倍の範囲から、熱固定温度を１５０〜２
２０℃、好ましくは１６０〜２００℃の範囲から選定
し、これらを組み合わせることで行うとよい。
【００３５】本発明のポリエステルフィルムは、好まし
くは厚みが６〜７５μｍである。さらに１０〜７５μ
ｍ、特に１５〜５０μｍであることが好ましい。厚みが
６μｍ未満では加工時に破れなどが生じ易くなり、一方
７５μｍを超えるものは過剰品質であって不経済であ
る。
【００３６】本発明のポリエステルフィルムが貼合せら
れる製缶用金属板としては、ブリキ、ティンフリースチ
ール、アルミニウムなどの板が適切である。金属板への
ポリエステルフィルムの貼合せは、例えば下記，の
方法で行うことができる。
【００３７】 金属板をフィルムの融点以上に加熱し
ておいてフィルムを貼合せた後急冷し、金属板に接する
フィルムの表層部（薄層部）を非晶化して密着させる。
【００３８】 フィルムに予め接着剤層をプライマー
コートしておき、この面と金属板を貼合せる。接着剤層
としては公知の樹脂接着剤、例えばエポキシ系接着剤、
エポキシ―エステル系接着剤、アルキッド系接着剤など
を用いることができる。
【００３９】
【実施例】以下、実施例を掲げて本発明を更に説明す
る。
【００４０】
【実施例１〜５及び比較例１〜５】平均粒径が０．２μ
ｍの二酸化チタンを０．４重量％、平均粒径が１．３μ
ｍの真球状シリカ（粒径比１．０７、相対標準偏差０．
１）を０．０１重量％含有し、表１に示す成分を共重合
した共重合ポリエチレンテレフタレート（固有粘度０．
６０）を同表に示す温度で溶融押出し、急冷固化して未
延伸フィルムを得た。
【００４１】次いで、この未延伸フィルムを、同表に示
す条件で縦延伸、横延伸し、続いて熱固定処理して厚み
２５μｍの二軸配向フィルムを得た。
【００４２】
【表１】
【００４３】このフィルムの面配向係数は表３に示す通
りであった。
【００４４】
【実施例６〜２１及び比較例６〜１３】実施例２におい
て表２に示すように滑剤の種類、粒径、含有量を変更し
て二軸配向フィルムを作成した。
【００４５】
【表２】
【００４６】得られたフィルムの面配向係数は表３に示
す通りであった。
【００４７】上記実施例１〜２１および比較例１〜１３
で得られた計３４種のフィルムを、２３０℃で加熱した
板厚０．２５ｍｍのティンフリースチールの両面に貼合
せ、水冷した後１４０ｍｍ径の円盤状に切り取り、絞り
ダイスとポンチを用いて３段階で深絞り加工し、５５ｍ
ｍ径の側面無継目容器（以下、缶と略す）を作成した。
【００４８】この缶について以下の観察および試験を行
い、各々下記の標準で評価した。
【００４９】（１） 深絞り加工性― ○：内外面ともフィルムに異常なく加工され、缶内外面
のフィルムに白化や破断が認められない △：缶内外面のフィルムの缶上部に白化、破断が認めら
れるか、ダイス又はポンチに削れ粉が認められる ×：缶内外面のフィルムの一部にフィルム破断が認めら
れる
【００５０】（２） 深絞り加工性― ○：内外面とも異常なく加工され、缶内フィルム面の防
錆性試験（１％ＮａＣｌ水を缶内に入れ、電極を挿入
し、缶体を陽極にして６Ｖの電圧をかけた時の電流値を
測定する。以下ＥＲＶ試験と略す）において０．１ｍＡ
未満を示す ×：内外面に異常はないが、ＥＲＶ試験で電流値が０．
１ｍＡ以上であり、通電個所を拡大観察するとフィルム
に粗大滑剤を起点としたピンホール状の割れが認められ
る。
【００５１】また、滑り性については、フィルムの製造
工程で、フィルムをロール状に巻取る際、滑り不良の場
合に発生する、ロール表面の小突起がない場合は○、あ
る場合は×と判定した。
【００５２】以上の評価結果を表３に示す。表３の結果
から、実施例のフィルムが深絞り加工性に優れているこ
とがわかる。
【００５３】
【表３】
【００５４】
【発明の効果】本発明の金属板貼合せ成形加工用ポリエ
ステルフィルムは、滑り性と耐削れ性が良好であり、深
絞り加工性に優れ、金属容器用として極めて有用であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 (56)参考文献 特開 平５−156040（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−305827（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−263025（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−245520（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−78953（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−162728（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C08J 5/00 - 5/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 平均粒径（ｄA ）が０．０５μｍ以上
    ０．６μｍ未満の滑剤Ａを０．０１〜３重量％、平均粒
    径（ｄB ）が０．３μｍ以上２．５μｍ以下の滑剤Ｂを
    ０．００１〜０．２重量％含有し、かつ滑剤Ａの平均粒
    径（ｄA ）と滑剤Ｂの平均粒径（ｄB ）の比（ｄB ／ｄ
    A ）が２．５以上であり、さらに融点が２１０〜２４５
    ℃の共重合ポリエステルからなり、フィルムの面配向係
    数が０．０８〜０．１６であることを特徴とする金属板
    貼合せ成形加工用ポリエステルフィルム。
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