JP4405300B2 - 耐デント性に優れたポリエステルフィルム被覆金属板及びポリエステルフィルム被覆金属缶 - Google Patents
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Description
また、得られる缶は内容物を充填・密封した後、例えば、缶体が落下等の打撃や衝撃を受けても、内面フィルムの破壊・損傷が起こり難い、と言った「耐デント性」に優れた特性を有しているため、内容物の保存性に優れている。
こうした種々の問題を解消するため、近年、熱可塑性樹脂フィルムを積層した、ラミネート缶が開発され市場に出回っており、樹脂フィルムを金属板に被覆した技術は、例えば特開平2−70430号公報(特許文献1)、特開平4−224936号公報(特許文献2)、特開平6−320669号公報(特許文献3)に開示されている。
更に言えば、例えば、60缶/分以上の高速成形を行った場合、缶の内面側のフィルムが成形加工パンチに粘着して、パンチが抜け難い、と言った問題が起こり易く、高加工性に劣る、と言った欠点も有している。
加工度(%)=((元板厚−缶壁部板厚)/元板厚)×100・・・(1)
しかし、この技術は、加工を受けない缶底部の表層フィルムも複屈折率を有していることから、フィルムは成形加工に供するラミネート材の段階で配向結晶化しており、耐デント性は良くても絞り・しごき加工、特に高速・高加工度の絞り・しごき加工には適さないものであった。
又、上記目的を達成するために、本発明の金属缶は、上記のポリエステルフィルム被覆金属板から成形加工、特に絞り・しごき加工を行って得られる金属缶であって、缶体の内面側に被覆されているポリエステルフィルム(F)の密度が1.360g/cm3 以下であるポリエステルフィルム被覆金属缶としている。
又本発明のポリエステルフィルム被覆金属缶は、上記ポリエステルフィルム被覆金属板から成形して得られる金属缶であって、缶の内面側に被覆されている該ポリエステルフィルム(F)の密度を1.360g/cm3 以下であるポリエステルフィルム被覆金属缶としたことにより、内容物を充填・密封した缶体が落下された場合に起こるフィルムのマイクロクラックが、特にレトルト殺菌処理と言った熱水処理やパストロ殺菌処理と言った温水処理を経た後でも発生しが難い、と言った優れた耐デント性を有する、と言った利点を有している。
かかる意味において、ガラス転移温度(Tg)が10℃以下の樹脂が、更に好適にはガラス転移温度(Tg)が4℃以下の樹脂が耐デント性を確保するためには良い。
ゴム弾性樹脂(R)として好適な樹脂は、ポリエチレン及びエチレン−ブテン共重合体で、これらの樹脂の1種或いは2種を適用することが挙げられる。
この理由は、密度が0.90g/cm3 未満の場合は、ポリエステル樹脂に含有させる量にもよるが、フィルム層全体が軟質化するため、カップ成形時のラミネート金属板の剪断で切れが悪くなり、フィルムへアーと呼ばれる剪断端部にフィルム残りが起こる場合がある。このフィルム残りがカップ成形時に離脱して、カップや金型に付着したりすると、缶体の品質不良や成形不良の原因となり、重大な問題を引き起こす危険があるため、好ましくない。
ポリエチレンやエチレン−ブテン共重合体等のゴム弾性樹脂は、ポリエステル樹脂に対しては非相溶性樹脂であるため、ポリエステル樹脂中に分散系として存在している。
理想的な姿としては、分散させる樹脂の等価球換算径が小さい極微細な充填状態が可能となるため、少ない含有量で衝撃エネルギーを吸収する能力を発揮させることが可能となる。
こうした内部欠陥がある部位では水、イオン、ガスと言った物質の透過がし易くなり、バリアー効果は低下する。従って、内容物が充填された缶体としては、金属腐食が起こり易くなるため、缶寿命の低下に繋がり好ましくない。
又、ポリエチレンやエチレン−ブテン共重合体等の樹脂は、金属との自己接着能を有していない樹脂であるから、金属板との密着性低下の原因となる。
極性基を有するビニル重合体(V)は、ポリエステル樹脂とポリエチレやエチレン−ブテン共重合体等の樹脂との相溶化剤として作用するもので、界面張力の差を利用してポリエチレンやエチレン−ブテン共重合体樹脂にカプセル構造を形成させる。
従って、ポリエチレンやエチレン−ブテン共重合体等の樹脂がコア部、ビニル重合体((V)がシェル部として形成されるため、ポリエステル樹脂内で前述した分散構造を容易にとることが可能となる。
極性基を有するビニル重合体(V)としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシアクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、エチレン・メチレンアクリレート−グリシジルメタクリレート共重合物等のアクリル系樹脂が適用でき、これらのアクリル系樹脂の1種もしくは2種以上でも適用可能である。
しかし、前述したように、ゴム弾性樹脂(R)を含有させることにより、絞り・しごき加工でパンチの離型性が劣ってくる、と言った現象があり、特に、成形加工が高速化・高加工度化になるほど、パンチの離型性の低下が顕著に現れてくる。
上限値である10質量部を超えると、前述したポリエステルフィルム層(B層)に含有しているゴム弾性樹脂(R)の含有量との関係もあるが、耐デント性は良好となる。しかし、フィルム自身が軟化してくるためパンチに粘着したり、食い込み易くなったりして、パンチの離型性の低下が起こり、例えば、40缶/分程度の加工速度で板厚減少率で25%、局部的には50%程度の絞り・しごき加工条件でも、パンチの離型性が劣り缶体の開口部に挫屈が起こり正規な缶高さの缶体が得られない場合があり、好ましくない。
一方、含有量が40質量部を超えると、ポリエステルフィルム(F)としての耐デント性は十分確保出来るが、例えば、ポリエステルフィルム層(A層)にゴム弾性樹脂(R)が含有されていない場合でも、ポリエステルフィルム層(B層)に含有されているポリエチレンやエチレン−ブテン共重合体の特性が発現してくるため、耐熱性が低下し、高速・高加工の絞り・しごき加工でパンチの離型性が劣り正常な缶体が得られない、と言った現象が現れるため、好ましくない。
ポリエステルフィルム層(A層)として適用されるポリエステル樹脂(A)は、融点(A−Tm)が235℃以上、極限粘度(A−IV)が0.60以上、結晶融解熱(A−Hm)及び/または冷結晶化熱(A−Hc)が25〜50J/g、ガラス転移温度(A−Tg)が65℃以上のポリエステル樹脂に、滑剤、熱安定化剤及び/または酸化防止剤を含むポリエステル樹脂(A)からなる。
即ち、絞り・しごき加工において、特にしごき加工では、パンチ表面とダイスの作用点で、極めて高い面圧が掛かる。こうした面圧は、内面側フィルム側ではポリエステルフィルム層(A層)が直接支える役割を担うことになる。
一方、滑剤のサイズが2μmを超えると、この面圧を支えることに対しては十分な効果を発揮するが、パンチが抜ける時に滑剤によってフィルム面を傷つける、と言った現象が起こる場合があり、内面フィルムの健全性を損ねることとなり、好ましくない。
ポリエステルフィルム層(B層)として適用されるポリエステル樹脂(B)は、融点(B−Tm)が235℃以上、極限粘度(B−IV)が0.60以上、結晶融解熱(B−Hm)及び/または冷結晶化熱(B−Hc)が25〜50J/g、ガラス転移温度(B−Tg)が45℃以上のポリエステル樹脂に、滑剤、熱安定化剤及び/または酸化防止剤を含むものである。ポリエステルフィルム層(B層)に適用するポリエステル樹脂の融点(B−Tm)は220℃以上である。
そこで、本発明では、ポリエステルフィルム層(B層)に適用されるポリエステル樹脂の結晶融解熱(B−Hm)及び冷結晶化熱(B−Hc)は、一方若しくは両方の特性値として20〜45J/gの範囲とする。
しかし、前述したように、フィルムの衝撃破壊強度は極限粘度(IV)が高い程高いため、コーラ、スポーツ飲料のような高腐食性の内容物に対しては、極限粘度(IV)は高めのポリエステル樹脂を適用するのが好ましく、かかる意味からは、ポリエステルフィルム層(B層)に使用するポリエステル樹脂の極限粘度(B−IV)は、好ましくは0.60dl/g以上、更に好ましくは0.65dl/g以上が良い。
一方、ラミネート金属板に積層されているフィルム厚みが、総厚みとして40μmを超えた場合、耐食性や耐デント性の点では十分性能を発揮するが、その効果は飽和した状態であり経済的ではないだけでなく、ラミネート金属板の総厚みが厚くなるため、加工時の面圧が高くなり、加工度によってはパンチの離型性の低下を招く原因となるため、好ましくない。
更に、フィルム厚みについて言えば、前述したようにポリエステルフィルム層(B層)厚みとポリエステルフィルム層(A層)の厚みの比は、ポリエステルフィルム層(A層)厚み/ポリエステルフィルム層(B層)厚み、として0.4〜1.0が最適である。
ポリエステルフィルム層(A層)厚み/ポリエステルフィルム層(B層)厚みの比が0.4未満では、総厚みが厚くなった場合、ポリエステルフィルム層(B層)の特性が大きく発現し、耐デント性は良好であるが、フィルム全体の耐熱性や機械的特性が低下し、パンチの離型性不良に繋がるため好ましくない。
本発明では、金属板として、鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板が適用される。鋼板は、板厚や引張破断強度等の機械的特性は特に限定するものでなく、通常製缶用鋼板として使用されているもの、具体的には絞り缶用、絞り・しごき缶用、蓋用のそれぞれの用途に用いられている鋼板が適用される。鋼板表面の施される表面処理も同様で、通称TFS−CTと呼ばれている、鋼板の両面に片面の付着量として金属クロムが80〜150mg/m2 、その上層に金属クロム換算で10〜20mg/m2 の水和酸化クロム皮膜を有する電解クロム酸処理鋼板、鋼板の両面に片面の付着量として50〜1000mg/m2 、その上層に金属クロム換算で10〜15mg/m2 の水和酸化クロム皮膜を有するNiめっき鋼板、鋼板の両面に片面付着量として20〜2000mg/m2 のNiめっき層、その上層に片面の付着C量として1〜100mg/m2 の有機樹脂を主体とする化成処理皮膜層を有するNi−化成処理鋼板等、幅広く適用される。
任意のフィルムを適用する場合は、当然のことながら、金属板は融点の高い方を基準に板温を設定する必要があり、また両面同時ラミネートでも、逐次ラミネートでも可能である。一次接着を行う際の金属板の加熱方法としては、電気炉中で加熱する方法、熱風による加熱方法、加熱ロールに接触させて加熱する方法、高周波で誘導加熱する方法、等の加熱方法が採用できるが、その後に続けて行うポリエステルフィルム層(A層)の融点以上、もしくは上記の金属板の他方の面に被覆した任意フィルムの融点以上の温度に板温として金属板を加熱する際は、ポリエステルフィルムが被覆されているので電気炉中で加熱する方法、熱風による加熱方法、高周波で誘導加熱する方法等の非接触加熱が好ましく、加熱ロールのような接触型加熱方式は採用しない方が良いことは言うまでもない。
本発明では、金属板に被覆されているポリエステルフィルム(F)の密度は特に限定するものでないが、ポリエステルフィルム層(A層)とポリエステルフィルム層(B層)の二層構成フィルム全体の密度は、1.360g/cm3 以下であることが望ましい。
密度が1.360g/cm3 以下であることは、被覆されているフィルムは、非晶質状態もしくは極めて非晶質状態に近い状態であることを示している。
本発明の金属缶は、缶胴は前述したように絞り加工や絞り・しごき加工によって得られるシームレス缶が基本の缶である。本発明の缶の例としては、(1)絞り・しごき加工を行った後、開口部を正規の缶高さにトリミングした後、開口部を更に絞り加工を行い口部を缶胴の径に比べ小径に加工(ネックイン加工)した後、缶蓋を巻締められるようにフランジを加工(フランジ加工)し形成するシームレス缶。具体的な一例としては、350mlビール缶サイズの場合は、缶胴の外径が呼称211(2インチ+11/16インチ)の缶胴を呼称204(2インチ+4/16インチ)の蓋を巻締められるように、缶胴の開口部を絞り加工したシームレス缶が上げられる。
(3)絞り・しごき加工によりシームレス缶作成し、その後缶底部を絞り加工を行い、肩部成形やキャップ出来る径にまで首部を成形した後首部をトリミングして、更にキャップで閉缶することが出来るようにネジ切り加工を行い、一方シームレス缶の元々の開口部には缶蓋を巻締めた、再栓可能なボトル型缶等のシームレス缶。等が上げられる。
即ち、ポリエステルフィルム被覆金属板を絞り・しごき加工を経て作成された缶は、前述したように開口部を更に絞り加工を行い口部を缶胴の径に比べ小径に加工(この加工をネックイン加工と呼ばれている)した後、蓋を巻締めるためのフランジ出しを加工(この加工をフランジ加工と呼ばれている)をするのが、アルミ製の易開缶蓋(イージーオープンエンド、通称EOEと呼ばれている)の低コスト化から一般的である。
こうした問題を回避するためには、被覆されているフィルムの伸び特性と下地金属との密着性が良好である必要があり、そのためには、被覆されているポリエステルフィルムは非晶質状態が好ましく、密度を1.360g/cm3 以下にすることで達成される。
(1)ポリエステル樹脂フィルムの融点(Tm)は、ポリエステルフィルム10mgを用い、窒素気流中、示差走査熱量計(DSC)で、10℃/分の昇温速度で発熱・吸熱曲線(DSC曲線)を測定したときの、発熱部の積分強度を冷結晶化熱Hc(J/g)、吸熱部の積分強度を結晶融解熱Hm(J/g)、融解に伴う吸熱ピークの頂点温度を融点Tm(℃)とした。
(3)ポリエステルの極限粘度(IV)は、ウベローデ粘度計でオルトクロルフェノール溶液中にポリエステルフィルムを0.100±0.003g溶解し、25.0±0.1℃で測定した。
(4)ゴム弾性性樹脂の等価球換算径、分散状態及びビニル重合体の分散状態は、ラミネート材をミクロトームで超薄切片を切り出した後、ルテニウム酸で染色しポリエステル樹脂フィルム中の存在状態を透過顕微鏡で観察して調べた。
缶内面のフィルムと加工パンチの離型性は、連続成形缶をランダムに500缶抽出し、成形缶上部に起こる缶体の挫屈程度を観察し評価した。
離型性の評価は、次のように評価基準を設定し行った。
◎:缶開口部の挫屈なく良好
○:軽微な缶開口部の挫屈あるが正規な缶高さは確保可能で実用上問題ない
○〜△:缶開口部に挫屈があり正規な缶高さを確保するのが難しい缶が散発してお り実用性は不可
△:缶開口部に挫屈があり正規な缶高さを確保するのが難しく実用性は不可
×:缶体がパンチから抜けなかったり、抜けても缶開口部に激しい挫屈があり 実用性不可
缶内面の樹脂フィルムの傷付き程度については、1.0%食塩水に界面活性剤を0.1%添加した電解液で、缶体を陽極、陰極を銅線とし印加電圧5Vで3秒後の電流値を測定し、被覆フィルムの健全性の評価とした。
なお、評価はランダムに50缶抽出し、その荷重平均値を表2に示した。
缶内面フィルム健全性は、金属素材が鋼板の場合はQTV値の荷重平均値で0.2mA以下を実用レベルとした。
(以降、この評価法をQTV試験と称する)
缶内面のフィルムの耐デント性については、缶にお茶を充填した後125℃で30分レトルト殺菌処理を行った後、4℃の保冷庫に保存し、缶体温度が4℃になった時点で、缶胴部に先端幅が1mmの幅20mmのくさびを置き、荷重500gを5cmの高さからくさびに落下させ、デントを起こさせた。(この方法を缶胴デントと称する)
又、同様に缶体温度が4℃になった時点で、高さ45cmの位置から60°の角度で缶底部を下にして落下させ、デントを起こさせた。(この方法を缶底デントと称する)
耐デント性の評価は、缶胴デント及び缶胴デントを行った後、変形した部位以外を絶縁物でシールし、缶体を陽極、陰極を銅線とし印加電圧6Vで30秒後の電流値を測定し、デント部フィルムの健全性の評価とした。なお、評価はランダムに20缶抽出して測定し、その測定値の最も高い数値を表2に示している。耐デント性は、缶胴デント及び缶胴デント共、0.03mA以下を実用レベルとした。
(以降、この評価方法を耐デント性評価と称する)。
(1)ビニル重合体A(重合体A):エチレン−メチルアクリレート・グリシジルメタク リレート重合体
(2)ビニル重合体B(重合体B):エチレン−酢酸ビニル・グリシジルメタクリレート 重合体
又、実施例及び比較例で用いた熱安定化剤及び酸化防止剤の内容は次の通りである。
(1)熱安定化剤:ビス(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−ホス ファイト
(2)酸化防止剤:テトラキス〔メチレン(3,5−ジ−t−ブチルヒドロキシハイドロ シンナメート)〕メタン
缶の内面用ポリエステルフィルム(F)として、ポリエステルフィルム層(A層)は、滑剤、酸化防止剤、等価球換算径が730nmのゴム弾性樹脂を0.5質量部及びビニル重合体を0.1質量部含む、融点が237℃の厚み12μmのフィルム層と、ポリエステルフィルム層(B層)は、酸化防止剤、等価球換算径が730nmのゴム弾性樹脂を13質量部及びビニル重合体を3.0質量部含む融点が223℃の厚み13μmのフィルム層とからなる、総厚みが25μmの二層フィルム(フィルム1)を作成した。
こうして得たテスト1〜テスト3のラミネート鋼板の両面に成形用潤滑剤を塗油後、ポリエステルフィルム(F)が被覆された面が缶の内面側になるように、90缶/分の加工速度でカップ絞り加工、再絞り加工及びしごき加工を行って、缶壁部の加工度が58%の350mlビール缶用サイズのシームレス缶を成形した。得られた成形缶について、内面フィルムのパンチの離型性を調べた。その結果は表2に示した。
又、得られる缶は、内面フィルムの健全性を示すQTV値内面品質や耐デント性は、良好なものが得られていることが判る。
テスト4及びテスト5で得られたラミネート鋼板のポリエステルフィルム層(A層)及びポリエステルフィルム層(B層)に含有しているゴム弾性樹脂及びビニル重合体の分散状態を観察した結果、テスト4及びテスト5は共に、ゴム弾性樹脂はビニル重合体でほぼカプセル化されていた。
こうして得たテスト4及びテスト5のラミネート鋼板の両面に成形用潤滑剤を塗油後、ポリエステルフィルム(F)が被覆された面が缶の内面側になるように、90缶/分の加工速度でカップ絞り加工、再絞り加工及びしごき加工を行って、缶壁部の加工度が58%の350mlビール缶用サイズのシームレス缶を成形した。得られた成形缶について、内面フィルムのパンチの離型性を調べた。その結果は表2に示した。
缶の内面用ポリエステルフィルム(F)として、ポリエステルフィルム層(A層)は、滑材、酸化防止剤、熱安定化剤、等価球換算径が280nmのゴム弾性樹脂を7質量部及びビニル重合体を1.5質量部含む、融点が248℃の厚み12μmのフィルム層とポリエステルフィルム層(B層)は、熱安定化剤、酸化防止剤、等価球換算径が280nmのゴム弾性樹脂を15質量部及びビニル重合体を3.0質量部含む、融点が248℃の厚み13μmのフィルム層からなる総厚みが25μmの二層フィルム(フィルム6)を作成した。
なお、缶の内面側に相当する鋼板表面に被覆されているポリエステルフィルム(F)の、ポリエステルフィルム層(A層)及びポリエステルフィルム層(B層)の冷結晶化熱、結晶融解熱、ガラス転移温度、極限粘度、ゴム弾性樹脂の内容、ビニル重合体の内容の詳細は表1に、又、滑剤、酸化防止剤及び熱安定化剤等の内容の詳細は、表2に示した。
缶の内面用ポリエステルフィルム(F)として、ポリエステルフィルム層(A層)は、滑剤、酸化防止剤、熱安定化剤、等価球換算径が1770nmのゴム弾性樹脂を7質量部及びビニル重合体を1.5質量部含む、融点が248℃の厚み12μmのフィルム層とポリエステルフィルム層(B層)は、熱安定化剤、酸化防止剤、等価球換算径が1770nmのゴム弾性樹脂を15質量部及びビニル重合体を3.0質量部含む、融点が248℃の厚み13μmのフィルム層からなる総厚みが25μmの二層フィルム(フィルム7)を作成した。
テスト8で得られたラミネート鋼板の、ポリエステルフィルム層(A層)及びポリエステルフィルム層(B層)に含有しているゴム弾性樹脂及びビニル重合体の分散状態を観察した結果、テスト8のゴム弾性樹脂はビニル重合体でほぼカプセル化されていた。
こうして得たテスト8のラミネート鋼板両面に成形用潤滑剤を塗油後、ポリエステルフィルム(F)が被覆された面が缶の内面側になるように、80缶/分の加工速度でカップ絞り加工、再絞り加工及びしごき加工を行って、缶壁部の加工度が55%の350mlビール缶用サイズのシームレス缶を成形した。得られた成形缶について、内面フィルムのパンチの離型性を調べた。その結果を表2に示した。
缶の内面用ポリエステルフィルム(F)として、ポリエステルフィルム層(A層)は、滑材、酸化防止剤、等価球換算径が860nmのゴム弾性樹脂を2質量部及びビニル重合体を0.5質量部含む、融点が248℃の厚み8μmのフィルム層と、ポリエステルフィルム層(B層)は、酸化防止剤、等価球換算径が860nmのゴム弾性樹脂を7質量部及びビニル重合体を1.5質量部含む、融点が237℃の厚み17μmのフィルム層からなる総厚みが25μmの二層フィルム(フィルム8)を作成した。
なお、缶の内面側に相当する鋼板表面に被覆されているポリエステルフィルム(F)の、ポリエステルフィルム層(A層)及びポリエステルフィルム層(B層)の冷結晶化熱、結晶融解熱、ガラス転移温度、極限粘度、ゴム弾性樹脂の内容、ビニル重合体の内容の詳細は表1に、又、滑材、酸化防止剤等の内容の詳細は、表2に示した。
得られた成形缶について、内面フィルムのパンチの離型性を調べた。その結果は表2に示した。
こうして得た缶の内面側フィルムについてQTV試験及び耐デント性を調べた。その結果は表2に示した。
缶の内面用ポリエステルフィルム(F)として、ポリエステルフィルム層(A層)は、滑材、酸化防止剤、等価球換算径が850nmのゴム弾性樹脂を7質量部及びビニル重合体を1.5質量部含む、融点が245℃の厚み10μmのフィルム層とポリエステルフィルム層(B層)は、酸化防止剤、等価球換算径が850nmのゴム弾性樹脂を10質量部、ビニル重合体を2.0質量部含む、融点が222℃/237℃の厚み15μmのフィルム層からなる総厚みが25μmの二層フィルム(フィルム10)を作成した。
なお、缶の内面側に相当する鋼板表面に被覆されているポリエステルフィルム(F)の、ポリエステルフィルム層(A層)及びポリエステルフィルム層(B層)の冷結晶化熱、結晶融解熱、ガラス転移温度、極限粘度、ゴム弾性樹脂の内容、ビニル重合体の内容の詳細は表1に、又、滑材、酸化防止剤の内容の詳細は、表2に示した。
缶の内面用ポリエステルフィルム(F)として、ポリエステルフィルム層(A層)は、滑材、熱安定化剤、等価球換算径が780nmのゴム弾性樹脂を5質量部及びビニル重合体を1.0質量部含む、融点が248℃の厚み5μmのフィルム層とポリエステルフィルム層(B層)は、熱安定化剤、等価球換算径が750nmのゴム弾性樹脂を13質量部及びビニル重合体を3.0質量部含む、融点が237℃の厚み7μmのフィルム層からなる総厚みが12μmの二層フィルム(フィルム11)を作成した。
なお、缶の内面側に相当する鋼板表面に被覆されているポリエステルフィルム(F)の、ポリエステルフィルム層(A層)及びポリエステルフィルム層(B層)の冷結晶化熱、結晶融解熱、ガラス転移温度、極限粘度、ゴム弾性樹脂の内容、ビニル重合体の内容の詳細は表1に、又、滑材、熱安定化剤の内容の詳細は、表2に示した。
缶の内面用ポリエステルフィルム(F)として、ポリエステルフィルム層(A層)は、滑材、酸化防止剤、熱安定化剤、等価球換算径が920nmのゴム弾性樹脂を10質量部及びビニル重合体を2.0質量部含む、融点が255℃の厚み12μmのフィルム層とポリエステルフィルム層(B層)は、酸化防止剤、熱安定化剤、等価球換算径が920nmのゴム弾性樹脂を13質量部及びビニル重合体を3.0質量部含む、融点が222℃/244℃の厚み13μmのフィルム層からなる総厚みが25μmの二層フィルム(フィルム13)を作成した。
なお、缶の内面側に相当するラミネートアルミニウム合金板表面に被覆されているポリエステルフィルム(F)の、ポリエステルフィルム層(A層)及びポリエステルフィルム層(B層)の冷結晶化熱、結晶融解熱、ガラス転移温度、極限粘度、ゴム弾性樹脂の内容、ビニル重合体の内容の詳細は表1に、又、滑材、酸化防止剤及び熱安定化剤等の内容の詳細は、表2に示した。
得られた成形缶について、内面フィルムのパンチの離型性を調べた。その結果は表2に示した。
缶の内面用ポリエステルフィルム(F)として、ポリエステルフィルム層(A層)は、滑材、酸化防止剤、熱安定化、等価球換算径が780nmのゴム弾性樹脂を0.5質量部及びビニル重合体を0.1質量部含む、融点が232℃の厚み12μmのフィルム層と、ポリエステルフィルム層(B層)は、酸化防止剤、熱安定化剤、等価球換算径が780nmのゴム弾性樹脂を7質量部及びビニル重合体を1.5質量部含む、融点が218℃の厚み13μmのフィルム層からなる総厚みが25μmの二層フィルム(フィルム14) を作成した。
缶の内面用ポリエステルフィルム(F)として、ポリエステルフィルム層(A層)は、滑材、酸化防止剤、熱安定化剤、等価球換算径が670nmのゴム弾性樹脂を7質量部及びビニル重合体を1.5質量部含む、融点が251℃の厚み12μmのフィルム層とポリエステルフィルム層(B層)は、酸化防止剤、熱安定化剤、等価球換算径が650nmのゴム弾性樹脂を3質量部及びビニル重合体を0.7質量部含む、融点が237℃の厚み13μmのフィルム層からなる総厚みが25μmの二層フィルム(フィルム15) を作成した。
缶の内面用ポリエステルフィルム(F)として、実施例1のテストト3で使用したポリエステル原料を用いて、ポリエステルフィルム層(A層)は、滑剤、等価球換算径が670nmのゴム弾性樹脂を7質量部及びビニル重合体を1.5質量部含む、融点が251℃の厚み12μmの酸化防止剤及び熱安定化剤は含まないフィルム層と、ポリエステルフィルム層(B層)は等価球換算径が650nmのゴム弾性樹脂を15質量部及びビニル重合体を3.0質量部含む、融点が248℃の厚み13μmの酸化防止剤及び熱安定化剤は含まないフィルム層からなる総厚みが25μmの二層フィルム(フィルム16)を作成した。
表2から判るように、比較例3のテスト17のラミネート鋼板は、若干パンチ離型性が劣るが実用性レベルにあり、製缶性は問題なかった。しかし、テスト17から得られた缶は、内面フィルムの健全性を示すQTV値は実施例に比べ差はなく実用レベルにあるが、耐デント性は実施例に比べ劣っており実用レベルにはなかった。
缶の内面用ポリエステルフィルム(F)として、ポリエステルフィルム層(A層)は、滑材、酸化防止剤、熱安定化剤、等価球換算径が2250nmのゴム弾性性樹脂を12質量部及びビニル重合体を2.5質量部含む、融点が255℃の厚み12μmのフィルム層とポリエステルフィルム層(B層)は、酸化防止剤、熱安定化剤、等価球換算径が2250nmのゴム弾性樹脂を13質量部及びビニル重合体を3.0質量部含む、融点が248℃の厚み13μmのフィルム層からなる総厚みが25μmの二層フィルム(フィルム17)を作成した。
なお、缶の内面側に相当する鋼板表面に被覆されているポリエステルフィルム(F)の、ポリエステルフィルム層(A層)及びポリエステルフィルム層(B層)の冷結晶化熱、結晶融解熱、ガラス転移温度、極限粘度、ゴム弾性樹脂の内容、ビニル重合体の内容の詳細は表1に、又、滑剤の内容の詳細は、表2に示した。
比較例4のテスト18のラミネート鋼板は、パンチ離型性が著しく劣り、パンチが缶体から抜けなかったり、抜けても缶体の開口部が激しく挫屈しており実用性レベルにはなく、製缶性に問題がある。
缶の内面用ポリエステルフィルム(F)として、ポリエステルフィルム層(A層)は、粒子径が0.2μmの滑材を0.3質量%、酸化防止剤を含む、融点が248℃の厚み12μmのゴム弾性樹脂とビニル重合物を含まないフィルム層と、ポリエステルフィルム層(B層)は、酸化防止剤、熱安定化剤、等価球換算径が750nmのゴム弾性樹脂を10質量部及びビニル重合体を2.0質量部含む、融点が248℃の厚み13μmのフィルム層からなる総厚みが25μmの二層フィルム(フィルム18)を作成した。
なお、缶の内面側に相当する鋼板表面に被覆されているポリエステルフィルム(F)の、ポリエステルフィルム層(A層)及びポリエステルフィルム層(B層)の冷結晶化熱、結晶融解熱、ガラス転移温度、極限粘度、ゴム弾性樹脂の内容、ビニル重合体の内容の詳細は表1に、又、滑剤、酸化防止剤、熱安定化剤の内容の詳細は、表2に示した。
成形缶は缶開口部の挫屈が発生し、正規の缶高さを確保するのが難しい状況の缶が散発しており、生産性の点で実用レベルにはないものであった。
又、テスト19から得られた缶は、内面フィルムのパンチ離型性が悪いと起こるパンチ傷があり、内面フィルムの健全性を示すQTV値は実施例に比べ高い値を示し、実用レベルにはない。但し、耐デント性は実施例と差はなく実用レベルであった。
缶の内面用ポリエステルフィルム(F)として、ポリエステルフィルム層(A層)は、滑材、酸化防止剤、等価球換算径が780nmのゴム弾性樹脂を5質量部及びビニル重合体を1.0質量部含む、融点が248℃で厚みが4μmのフィルム層と、ポリエステルフィルム層(B層)は、酸化防止剤、熱安定化剤、等価球換算径が750nmのゴム弾性樹脂を15質量部及びビニル重合体を3.0質量部含む、融点が237℃の厚みが4μmのフィルム層からなる、総厚みが8μmの二層フィルム(フィルム19)を作成した。
なお、缶の内面側に相当する鋼板表面に被覆されているポリエステルフィルム(F)の、ポリエステルフィルム層(A層)及びポリエステルフィルム層(B層)の冷結晶化熱、結晶融解熱、ガラス転移温度、極限粘度、ゴム弾性樹脂の内容、ビニル重合体の内容の詳細は表1に、又、滑材の内容の詳細は、表2に示した。
缶の内面用ポリエステルフィルム(F)として、ポリエステルフィルム層(A層)は、滑剤、酸化防止剤、等価球換算径が780nmのゴム弾性樹脂を5質量部及びビニル重合体を1.0質量部含む、融点が248℃の厚み15μmのフィルム層と、ポリエステルフィルム層(B層)は、酸化防止剤、熱安定化剤、等価球換算径が750nmのゴム弾性樹脂を15質量部及びビニル重合体を3.0質量部含む、融点が237℃の厚み30μmのフィルム層からなる総厚みが45μmの二層フィルム(フィルム20)を作成した。
なお、缶の内面側に相当する鋼板表面に被覆されているポリエステルフィルム(F)の、ポリエステルフィルム層(A層)及びポリエステルフィルム層(B層)の冷結晶化熱、結晶融解熱、ガラス転移温度、極限粘度、ゴム弾性樹脂の内容、ビニル重合体の内容の詳細は表1に、又、滑剤の内容の詳細は、表2に示した。
缶の内面用ポリエステルフィルム(F)として、ポリエステルフィルム層(A層)は、滑材、酸化防止剤、熱安定化剤を含む融点が248℃で厚みが6μmの、ゴム弾性樹脂とビニル重合物を含まないフィルム層とポリエステルフィルム層(B層)は、酸化防止剤、熱安定化剤、等価球換算径が750nmのゴム弾性樹脂を43質量部及びビニル重合体を10.0質量部含む、融点が237℃で厚みが6μmのフィルム層からなる、総厚みが12μmの二層フィルム(フィルム21)を作成した。
なお、缶の内面側に相当する鋼板表面に被覆されているポリエステルフィルム(F)の、ポリエステルフィルム層(A層)及びポリエステルフィルム層(B層)の冷結晶化熱、結晶融解熱、ガラス転移温度、極限粘度、ゴム弾性樹脂の内容、ビニル重合体の内容の詳細は表1に、又、滑剤、酸化防止剤、熱安定化剤の内容の詳細は、表2に示した。
しかし、テスト22から得られた缶は、内面フィルムの健全性を示すQTV値は実施例と差はなく実用レベルにある。また、耐デント性は優れていた。
実施例1のテスト2から得た缶壁部の加工度が58%の350mlサイズのシームレス缶を用いて、開口部をトリミングした後、缶体を板温が240℃になるよう熱風炉中を通過させて加熱し、その後圧縮空気で急冷した後、実施例1の手順に従ってネック加工及びフランジ加工を行い、350mlサイズの缶を作成(テスト23)した。
同様に、実施例2のテスト5から得た缶壁部の加工度が58%の350mlサイズのシームレス缶を用いて、開口部をトリミングした後、缶体を板温が245℃になるよう熱風炉中を通過させて加熱し、その後空冷した後、実施例1の手順に従ってネック加工およびフランジ加工を行い、350mlサイズの缶を作成(テスト24)した。
しかも、本発明のポリエステル樹脂フィルム被覆金属板から得られる缶は、内面フィルムの健全性が優れているため、良好な耐食性が得られ、安心して使用できる金属缶が提供できる。
特許出願人 新日本製鐡株式会社 他1名
代理人 弁理士 椎 名 彊 他1
Claims (3)
- 金属板の少なくとも缶の内面側に相当する表面にポリエステルフィルム(F)が被覆されたポリエステルフィルム被覆金属板であって、該ポリエステルフィルム(F)は厚みが5〜20μmのポリエステルフィルム層(A層)と厚みが5〜25μmのポリエステルフィルム層(B層)とからなる総厚みが10〜40μmの二層構成のフィルムで、金属板にはポリエステルフィルム層(B層)が金属板に相接して被覆されており、ポリエステルフィルム層(A層)は融点(A−Tm)が235℃以上、極限粘度(A−IV)が0.60以上、結晶融解熱(A−Hm)及び/または冷結晶化熱(A−Hc)が25〜50J/g、ガラス転移温度(A−Tg)が65℃以上、平均粒子径サイズが0.4〜2μmの滑剤を0.5〜1.0質量%及び、熱安定化剤及び/または酸化防止剤をポリエステル樹脂100質量部に対して0.01〜3質量部の範囲で含むポリエステル樹脂(A)を基本樹脂とし、更にポリエステル樹脂(A)100質量部に対し、等価球換算径が2000nm以下のゴム弾性樹脂(R)の微粒子を0.1〜10質量部と極性基を有するビニル重合体(V)を0.01〜3質量部含有する混合ポリエステル樹脂からなるフィルム層で、ポリエステルフィルム層(B層)は融点(B−Tm)が220℃以上、極限粘度(B−IV)が0.55以上、結晶融解熱(B−Hm)及び/または冷結晶化熱(B−Hc)が20〜45J/g、ガラス転移温度(B−Tg)が45℃以上、熱安定化剤及び/または酸化防止剤をポリエステル樹脂100質量部に対して0.01〜3質量部の範囲で含むポリエステル樹脂(B)を基本樹脂とし、更にポリエステル樹脂(B)100質量部に対し等価球換算径として2000nm以下のゴム弾性樹脂(R)の微粒子を5〜40質量部と極性基を有するビニル重合体(V)を1〜10質量部を含有する混合ポリエステル樹脂からなるフィルム層であることを特徴とするポリエステルフィルム被覆金属板。
- ゴム弾性樹脂(R)がポリエチレン及び/またはエチレン−ブテン共重合体であることを特徴とする請求項1記載のポリエステルフィルム被覆金属板。
- 請求項1又は2に記載の前記ポリエステルフィルム被覆金属板から成形加工して得られる缶体であって、且つ、缶体の内面側に被覆されているポリエステルフィルム(F)の密度が1.360g/cm3 以下であることを特徴とするポリエステルフィルム被覆金属缶。
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