JP2003012904A - 成形加工金属板貼合せ用ポリエステルフィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】絞りしごき成形において充分な成形特性を有し
ながら、耐衝撃性、耐レトルト性、耐さび性にも優れた
成形加工金属板貼合せ用ポリエステルフィルムを提供す
る。 【解決手段】トリメチレンテレフタレート単位を主体と
するポリエステル樹脂（ａ１）とエチレンテレフタレー
ト単位を主体とするポリエステル樹脂（ａ２）を主たる
成分として構成されるフィルムであって、ガラス転移温
度（Ｔｇ）が６０℃以上であるポリエステルフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成形加工金属板貼
合せ用ポリエステルフィルムに関し、詳しくは、２ピー
ス金属飲料缶の様に絞り扱き加工の施される金属缶製造
用の金属板に熱ラミネートされるフィルムであって、従
来使用されているポリエステルフィルムに比べて優れた
成形加工特性を有しながら、耐衝撃性、耐レトルト性、
耐さび性にも優れる成形加工金属板貼合せ用ポリエステ
ルフィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から金属缶の製造方法にはポリエチ
レンテレフタレートフィルムを加熱により金属板に貼り
合わせた後、絞りしごき成形によりカップ状に製缶する
方法が提案されている。斯かる金属成形缶用ポリエステ
ルフィルムは大きく二つの種類に分類される。一つは、
ポリエチレンテレフタレートから成る二軸配向層とより
低融点なポリエステルから成る接着層とから構成される
積層フィルムであり、他の一つは、非晶性または低配向
のポリエステルフィルムである。

【０００３】しかしながら、前者の積層フィルムは、耐
レトルト性、耐衝撃性、耐錆性などの保護特性の点では
概ね良好であるが、成形加工の際、フィルムにクラック
やしわが発生したり白化する場合がある。一方、後者の
非晶性ポリエステルフィルムは、成形加工特性の点では
優れるが保護特性に劣る。また、低配向のポリエステル
フィルムは、保護特性および成形加工特性の点で中間的
な性能であり、未だ充分なレベルには至っていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、絞りしごき成形
において充分な成形特性を有しながら、耐衝撃性、耐レ
トルト性、耐さび性にも優れた成形加工金属板貼合せ用
ポリエステルフィルムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討し
た結果、特定の物性を有するポリエステルフィルムによ
り上記の目的を容易に達成し得るとの知見を得、本発明
の完成に至った。

【０００６】すなわち、本発明の第１の要旨は、トリメ
チレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹
脂（ａ１）とエチレンテレフタレート単位を主体とする
ポリエステル樹脂（ａ２）を主たる成分として構成され
るフィルムであって、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５０℃
以上であることを特徴とする成形加工金属板貼合せ用ポ
リエステルフィルムに存する。

【０００７】そして、本発明の第２の要旨は、少なくと
も２層以上からなるフィルムであって、トリメチレンテ
レフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂（ａ
１）とエチレンテレフタレート単位を主体とするポリエ
ステル樹脂（ａ２）を主たる成分するガラス転移温度
（Ｔｇ）が５０℃以上である層（Ａ）が、融点１５０〜
２５０℃のポリエステル樹脂組成物から成る層（Ｂ）の
少なくとも片面に積層して成ることを特徴とする成形加
工金属板貼合せ用ポリエステルフィルムに存する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、先ず、本発明の成形加工金属板貼合せ用ポリ
エステルフィルム（以下「フィルム」という）で使用す
るポリエステル樹脂について説明するが、本発明は、単
層フィルムと積層フィルムとを包含する。

【０００９】本発明で使用するポリエステル樹脂は、多
価カルボン酸と多価アルコールの常法による縮重合反応
で得られる。また、同様にして得られ且つ融点の異る２
種以上のポリエステル樹脂を混合して組成物とすること
も出来る。

【００１０】トリメチレンテレフタレート単位を主体と
するポリエステル樹脂（ａ１）とは、トリメチレンテレ
フタレート単位を通常７０モル％以上、好ましくは８０
モル％以上含有する樹脂を指す。共重合成分としては、
多価カルボン酸および／または多価アルコールが使用さ
れる。

【００１１】上記の上記の多価カルボン酸成分の例とし
ては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、２，６
−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、
デカンジカルボン酸、アゼライン酸、ドデカジカルボン
酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられ、多価
アルコール成分の例としては、エチレングリコール、プ
ロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、
ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−
シクロヘキサンジメタノール、デカンジオール、２−エ
チル−２−ブチル−１−プロパンジオール、ビスフェノ
ールＡ等が挙げられるが、これらの例に制限されるもの
ではない。

【００１２】樹脂（ａ１）の融点Ｔｍ（ａ１）は、通常
１８０〜２２５℃、好ましくは２００〜２２５℃、更に
好ましくは２１０〜２２５℃である。因に、ポリトリメ
レンテレフタレートホモポリマーの融点は２２５℃であ
る。融点Ｔｍ（ａ１）が１８０℃未満の場合は、絞りし
ごき成形後の缶のＥＲＶが著しく悪化している場合があ
る。ここで、ＥＲＶは、缶内容液に電極を挿入し、缶体
をアノードにして電圧をかけた時の電流値を意味し、フ
ィルム欠陥の指標として使用される。

【００１３】また、エチレンテレフタレート単位を主体
とする樹脂（ａ２）とは、エチレンテレフタレート単位
を通常７０モル％以上含有する樹脂を指す。共重合成分
としては、前記と同様の多価カルボン酸および／または
多価アルコールが使用される。樹脂（ａ２）の融点Ｔｍ
（ａ２）は通常１８０〜２５５℃である。因に、ポリエ
チレンテレフタレートの融点は２５５℃である。融点Ｔ
ｍ（ａ２）が１８０℃未満の場合は、成形機ポンチにフ
ィルムが粘着する挙動（＝成形不良）があったり、絞り
しごき成形後のＥＲＶが著しく悪化したり、印刷インキ
乾燥工程などの高温加熱工程おいてフィルムにしわや傷
が発生したり、フィルムに浮きや剥離が発生する場合が
ある。

【００１４】本発明の単層フィルム（Ａ）は、上記の樹
脂（ａ１）と樹脂（ａ２）を主たる成分として構成さ
れ、ガラス転移温度Ｔｇは５０℃以上であることが必要
である。Ｔｇ（Ａ）は好ましくは５５℃以上である。Ｔ
ｇ（Ａ）が５０℃未満の場合は、連続成形により高温と
なった絞りしごき成形機のポンチ、リング等の金型に接
触した際、フィルムが粘着挙動を示し、成形缶のＥＲＶ
が著しく悪化する。

【００１５】本発明の積層フィルムは、上記の樹脂（ａ
１）と樹脂（ａ２）を主たる成分として構成され、ガラ
ス転移温度Ｔｇは５０℃以上である層（Ａ）が融点１５
０〜２５０℃のポリエステル樹脂組成物から成る層
（Ｂ）の少なくとも片面に積層して成る。層（Ａ）と層
（Ｂ）との厚さ比は、通常１：１００〜２：１、好まし
くは１：５０〜１：１である。

【００１６】層（Ｂ）を構成するポリエステル樹脂組成
物の多価カルボン酸成分および多価アルコール成分の例
としては、ポリエステル樹脂（ａ１）の共重合成分とし
て記載した前述の各成分が使用される。３種類以上の多
価カルボン酸や多価アルコールが共重合されてもよく、
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリ
エチレングリコール等のモノマーやポリマーとの共重合
であってもよい。

【００１７】本発明に使用される前記の各ポリエステル
樹脂の固有粘度［η］は、通常０．４５〜１．５の範囲
である。［η］が０．４５未満の場合は、耐衝撃性や耐
熱性が低下する傾向がある。一方、［η］が１．５を超
える場合は、生産性が低下したり、製膜の際にフィルム
に流れムラが発生する傾向がある。特に白色顔料を含有
する場合、色ムラ（白色濃淡）が発生し、美観が損なわ
れる。

【００１８】本発明のフィルムは、白色顔料を含有させ
て白色着色フィルムとすることが出来る。斯かる白色着
色フィルムは、成形缶外面にラミネートして、印刷イン
キの発色を向上させる下地フィルムとして好適に使用さ
れる。

【００１９】白色顔料としては、特に制限されないが、
通常、ルチル型酸化チタン、アナターゼ型酸化チタン、
硫化亜鉛などの白色顔料が使用される。白色顔料の含有
量は、通常５〜４５重量％、好ましくは１０〜４０重量
％、更に好ましくは１２〜３０重量％、特に好ましくは
１５〜２５重量％である。白色顔料が５重量％未満の場
合は、白色隠蔽性に劣り印刷インキの発色が不充分とな
り、４５重量％を超える場合は、フィルム製膜の際に破
断し易くなり、また、製缶後のフィルムの耐衝撃性も著
しく低下する。

【００２０】本発明のフィルムには、本発明の特性を損
なわない範囲において、他のポリエステル系樹脂、それ
以外の樹脂（例えばポリオレフィン系樹脂やエンジニア
リングプラスチックス）、無機フィラー等の第３成分が
適量含まれていてもよい。

【００２１】特に、本発明のフィルムには滑剤粒子を配
合してフィルムに滑り性を付与することが好ましい。滑
剤粒子の平均粒子径は、通常０．０１〜６．０μｍ、好
ましくは０．０５〜５．０μｍである。また、滑剤粒子
の配合量は、通常０．０１〜１．５重量％、好ましくは
０．１〜１．０重量％である。

【００２２】本発明のフィルムの製造法は、特に限定さ
れないが、例えば、次の様な方法が好適に採用される。
すなわち、原料ポリエステルを少なくとも２台の押出機
にて溶融し、Ｔダイより共押出して積層した後、冷却ロ
ールにて急冷し非晶性シートとし、原料ポリエステルの
ガラス転移温度以上に加熱した後、縦延伸し、次いで、
横延伸と逐次延伸するか又は同時二軸延伸する。単層フ
ィルムの場合は共押出が省略されて単層押出とされる。

【００２３】本発明のフィルムの厚さ（全体厚さ）は用
途によって異なる。飲料用金属缶に使用する場合のフィ
ルムの厚さは、通常５〜１００μｍであり、好ましくは
１０〜７５μｍである。フィルムの厚さが５μｍ未満の
場合は耐衝撃性が不十分となり、１００μｍを超える場
合は絞りしごき成形が困難な場合がある。

【００２４】本発明のフィルムは、主に絞りしごき成形
缶を目的として設計されているが、金属板の両面または
片面にラミネート処理した後、金属板を所望のサイズに
切断し、溶接により製缶するもの、例えば、飲料缶に代
表される食品缶詰缶、ペール缶、ブリキ板製１８Ｌ缶、
鋼製ドラム等のフィルムとしても好適である。また、缶
材の素材の種類は、特に制限されぜ、一般的に製缶に供
される金属材料であれば問題なく使用し得る。缶材の素
材の具体例としては、ブリキ、ＴＦＳ（チンフリースチ
ール）、アルミニウム等が挙げられる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの
例に何ら限定されない。なお、本発明のフィルムの評価
方法は以下の通りである。

【００２６】（１）金属板へのフィルム貼合せ及び絞り
しごき成形カップの作製：上下２本のロールを有するラ
ミネート装置を使用し、０．１９ｍｍ厚のスチール板の
両面に各例にて得られたポリエステルフィルムを加圧ラ
ミネートし、ラミネート鋼板を作製した。貼合せ時の鋼
板温度は２４０〜２５０℃、貼合せ速度１０ｍ／分とし
た。但し、層（Ａ）に白色顔料を添加したフィルムにつ
いては、カップ外面になる向きにラミネートした。得ら
れたラミネート鋼板を熱風オーブンを使用して２７０℃
で１０秒間加熱処理した。ダイスとポンチを使用し、数
工程で、上記のラミネート鋼板を、底面直径６５ｍｍ、
高さ２５０ｍｍの成形容器（以下、カップと略す）に３
０ストローク／分の速度で絞りしごき成形した。カップ
底面より高さ２００ｍｍ付近の側壁部の板厚は、元のス
チール板厚に対して約３５％に減少していた。得られた
カップについて以下の観察および試験を行って評価し
た。

【００２７】（２）成形特性評価： （２−１）カップのフィルム外観：成形後のカップ内外
面について目視による観察を行ない、以下の表１に示す
基準により評価した。

【００２８】

【表１】（内面フィルム） ○：シワ、傷、穴あきが認められない。 ×：シワ、傷、穴あきが発生している。 （外面フィルム） ○：シワ、傷、穴あき、白色ムラが認められない。 ×：シワ、傷、穴あき、白色ムラ、白色度不足が発生し
ている。

【００２９】（２−２）ＥＲＶ測定：成形後のカップに
０．５重量％ＮａＣｌ水を入れ、電極を挿入し、缶体を
アノードにして６．０Ｖの電圧をかけた時の電流値を測
定し、以下の表２に示す基準によりカップ内面の保護特
性を評価した。なお、試験数は１００缶にて実施した。

【００３０】

【表２】 ◎：平均値が０．０１ｍＡ未満の値を示す。 ○：平均値が０．０１〜０．１ｍＡの値を示す。 △：平均値が０．１ｍＡを超えて０．５ｍＡ以下の値を
示す。 ×：平均値が０．５ｍＡを超える値を示す。

【００３１】（２−３）耐熱性：成形後のカップを２０
０℃で１２０秒加熱オーブンにて処理した際のフィルム
外観について目視による観察を行ない、以下の表３に示
す基準により評価した。なお、試験数は１００缶にて実
施した。

【００３２】

【表３】 ○：全く変化無し。 ×：フィルム歪みや端部縮みが認められた。

【００３３】（２−４）レトルト処理試験：レトルト処
理（１２５℃、３０分）後のカップ内外面について目視
による観察を行ない、以下の表４に示す基準により評価
した。

【００３４】

【表４】 ◎：フィルム外観に変化なし。 ○：内面フィルムの白化はやや目立つが、外面は白化極
微少で実用レベル。 △：外面フィルムが縞状に白化するが、実用レベル。 ×：フィルムに激しい白化や剥離が認められる。

【００３５】（２−５）レトルト処理後のＥＲＶ測定：
カップに０．５重量％ＮａＣｌ水を入れ、以下の表５に
示す基準により評価した。なお、試験は１００缶につい
て行なった。

【００３６】

【表５】 ◎：平均値が０．０１ｍＡ未満を示す。 ○：平均値が０．０１〜０．１ｍＡの値を示す。 △：平均値が０．１ｍＡを超え０．５ｍＡ以下の値を示
す。 ×：平均値が０．５ｍＡを超える値を示す。

【００３７】（２−６）落下試験後ののＥＲＶ測定：耐
衝撃性の指標として、カップに３５０ｇの水を入れ、５
０ｃｍの高さから４５℃の角度で落下させた後、カップ
に０．５重量％ＮａＣｌ水を入れ、以下の表６に示す基
準により評価した。なお、試験は１００缶について行な
った。

【００３８】

【表６】 ◎：平均値が０．０１ｍＡ未満を示す。 ○：平均値が０．０１〜０．１ｍＡの値を示す。 △：平均値が０．１ｍＡを超え０．５ｍＡ以下の値を示
す。 ×：平均値が０．５ｍＡを超える値を示す。

【００３９】（２−７）耐錆性：（２−６）において落
下した後のカップに０．５重量％ＮａＣｌ水溶液を入れ
て４０℃で１ヶ月保存した後にデンツ部付近のスチール
板の腐食状態を観察した。

【００４０】（３）ポリエステルの熱特性：フィルム表
面より各層試料を約１０ｍｇ削り出し、ティーエイイン
スツルメント社製のＤＳＣ装置「ＭＤＳＣ２９２０型」
を使用し、窒素雰囲気下、１０℃／分の昇温速度でポリ
エステルの融点（Tm）、ガラス転移温度（Tg）を測定し
た。

【００４１】（４）極限粘度［η］：フェノール／テト
ラクロロエタン＝５０／５０（重量比）の混合溶媒１０
０ｍＬ中にポリマー１ｇを溶解し、３０℃で測定した。

【００４２】（５）フィルム厚さ：フィルム断面を走査
型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察して各層の厚みを測定
した。

【００４３】（６）原料ポリエステル： （１）エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエ
ステル樹脂（ＥＴ系樹脂）として以下の表７に記載の樹
脂を使用した。

【００４４】

【表７】

【００４５】（２）トリメチレンテレフタレート単位を
主体とするポリエステル樹脂（ＴＴ系樹脂）として以下
の表８に記載の樹脂を使用した。

【００４６】

【表８】

【００４７】実施例１〜８及び比較例１〜５ 表９〜１２に記載の割合で各ポリエステル樹脂を配合し
た後、押出機によりバレル温度２８０℃で押し出し、
（積層の場合はそれそれ別々の押出機で押し出し、Ｔダ
イ内部で合流させ）、２０℃の冷却ドラムで急冷して未
延伸非晶化シートを得た。このシートを６０〜８０℃で
縦方向に４．０倍延伸し、次いで、１２０℃で横方向に
５．０倍延伸した後、１８０℃にて熱固定処理すること
により、厚さ２５μｍのフィルムを得た。

【００４８】得られたフィルムを前記の手順にてスチー
ル鋼板上に熱ラミネート処理した後、絞りしごき成形し
てカップ成形した。カップについて種々評価を行った結
果も表９〜１２に記載した。

【００４９】実施例１〜４の単層フィルムの評価結果を
表９に、実施例５〜８の積層フィルムの評価結果を表１
０に示す。各評価においてＥＲＶは十分に小さく実用可
能なレベルであり、実施例１〜８のフィルムは、成形
性、耐レトルト性、耐衝撃性に優れていることが分かっ
た。但し、実施例６と８のフィルムについては、缶外面
用であるため、ＥＲＶ測定は実施していない。

【００５０】比較例１〜５の評価結果を表１１と表１２
に示す。比較例１〜６のフィルムは、各評価においてＥ
ＲＶが大きく、成形性および耐レトルト性に劣っている
ことが分かった。比較例４についてはラミネート出来な
かったため、評価は行なわなかった。

【００５１】

【表９】

【００５２】

【表１０】

【００５３】

【表１１】

【００５４】

【表１２】

【００５５】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、絞りしご
き成形において充分な成形特性を有しながら、耐衝撃
性、耐レトルト性、耐さび性にも優れた成形加工金属板
貼合せ用ポリエステルフィルムが提供され、本発明の工
業的価値は顕著である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F071 AA45 AA46 AA86 AB18 AE09 AH05 BC01 4F100 AB01B AB04 AK41A AK41C AK41D AL01A AL01D BA02 BA03 BA04 BA06 BA07 BA10A BA10D EC03 EC032 EH20 EH202 EJ17 EJ173 EJ38 EJ382 EJ42 EJ423 GB16 JA04C JA05A JA05D JB02 JJ03 JK10 JL10A JL10C JL10D YY00A YY00C YY00D 4J002 CF05W CF06X

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トリメチレンテレフタレート単位を主体
   とするポリエステル樹脂（ａ１）とエチレンテレフタレ
   ート単位を主体とするポリエステル樹脂（ａ２）を主た
   る成分として構成されるフィルムであって、ガラス転移
   温度（Ｔｇ）が５０℃以上であることを特徴とする成形
   加工金属板貼合せ用ポリエステルフィルム。
2. 【請求項２】 少なくとも２層以上からなるフィルムで
   あって、トリメチレンテレフタレート単位を主体とする
   ポリエステル樹脂（ａ１）とエチレンテレフタレート単
   位を主体とするポリエステル樹脂（ａ２）を主たる成分
   するガラス転移温度（Ｔｇ）が５０℃以上である層
   （Ａ）が、融点１５０〜２５０℃のポリエステル樹脂組
   成物から成る層（Ｂ）の少なくとも片面に積層して成る
   ことを特徴とする成形加工金属板貼合せ用ポリエステル
   フィルム。
3. 【請求項３】 白色顔料を含有する請求項１又は２に記
   載の成形加工金属板貼合せ用ポリエステルフィルム。