JP2004074749A

JP2004074749A - ラミネート材及びラミネート缶蓋

Info

Publication number: JP2004074749A
Application number: JP2002242160A
Authority: JP
Inventors: Toru Negishi; 根岸　亨; Kanako Igawa; 井川　加奈子
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】良好なフレーバー性を得るとともに、缶蓋に成形されるときに外面側に位置するフィルムの削れや剥離を抑制する。
【解決手段】缶蓋に成形されるときに、外面側に位置するフィルム３０の基材層３１の結晶化度を、内面側に位置するフィルム３０の結晶化度よりも低くなるように設定する。内面側に位置するフィルムを、その結晶化度が４０〜６０％に設定された配向結晶性ポリエステルフィルムとする。外面側に位置するフィルムを、その結晶化度が３０％以下に設定された無配向結晶性ポリエステルフィルムとする。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶蓋素材板（例えばアルミニウム板）の両面にフィルム（例えばポリエステルフィルム）を貼り合わせたラミネート材及びこれを成形して得られるラミネート缶蓋に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばアルミニウム板などの金属板からなる缶蓋素材板の両面に、例えばエポキシ系や塩化ビニル系の塗料が塗装された材料を成形することによって得られる塗装缶蓋が用いられているが、近年では、これに代わるものとして、缶蓋素材板の両面に、例えばポリエステルフィルムなどのフィルムを貼り合わせたラミネート缶蓋が開発されてきており、従来の塗料のように有機溶剤を含むことがないので、より安全性を向上できるものとして注目されている。
【０００３】
ところで、缶蓋に成形されるときに内面側となる面は、缶内部に充填された飲料などの内容物に直接接触することになるため、飲料への好ましくない成分の溶出を少なくできる性質や、飲料の味や香りの成分（フレーバー）を吸着し難くできる性質（以下、フレーバー性と称する）が求められている。
上述したラミネート缶蓋に用いられるフィルムは、塗装缶蓋に用いられる塗料よりも、飲料への溶出が少なく、フレーバー性も良好であるという特徴を有しており、とくに、缶蓋における最も重要な要素の１つであるフレーバー性は、フィルムの結晶化度が高いほど良好となっていく。
【０００４】
一方、缶蓋に成形されるときに外面側となる面は、缶胴への巻締工程でシーミングロール（巻締工具）と接触するために、耐巻締性・製蓋加工性が求められている。すなわち、缶蓋の缶胴への巻締工程においては、缶蓋の外周縁を第一シーミングロールで湾曲させてシーム部を形づくる第一工程における缶蓋の外面と第一シーミングロールとの接触、第二シーミングロールでシーム部をつぶす第二工程における缶蓋の外面と第二シーミングロールとの接触、さらには、第一シーミングロールが缶蓋の外面から完全に離脱する前に第二シーミングロールがシーム部をつぶし始めることによる缶蓋の外面と第一シーミングロールとの接触があるために、この缶蓋の外面が、摩擦で削れたり、大きなせん断力で剥離することがないようにする必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したラミネート缶蓋に用いられるフィルムは、塗装缶蓋に用いられる塗料よりも、滑り性が悪く、加工性が劣るという性質を有しており、缶胴への巻締工程において、この缶蓋の外面側に位置するフィルムの削れや剥離が生じやすくなってしまうという問題があった。
とくに、缶蓋における最も重要な要素の１つであるフレーバー性を良好にするために、結晶化度の高いフィルムを用いると、フィルムの加工性がさらに低下してしまうこととなり、シーミングロールとの接触で生じる削れや剥離が顕著になってしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、良好なフレーバー性を得ることができるとともに、缶蓋に成形されるときに外面側に位置するフィルムの削れや剥離を抑制することができるラミネート材及びラミネート缶蓋を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明によるラミネート材は、缶蓋素材板の両面にそれぞれフィルムが貼り合わされてなるとともに、缶蓋に成形されるラミネート材であって、缶蓋に成形されるときに、外面側に位置する前記フィルムにおける少なくとも最表面の結晶化度が、内面側に位置する前記フィルムの結晶化度よりも低くなるように設定されていることを特徴とするものである。
このような構成とすると、缶蓋に成形されるときに内面側に位置するフィルムについては、その結晶化度を高く設定することによって、良好なフレーバー性を得るようにしながらも、外面側に位置するフィルムの少なくとも最表面については、内面側に位置するフィルムよりも結晶化度を低くすることにより、巻締工程の際の加工性を向上させて、シーミングロールとの接触で削れ片や剥離片が生じてしまうのを抑制することができる。
【０００８】
また、前記内面側に位置するフィルムは、その結晶化度が４０〜６０％に設定された配向結晶性ポリエステルフィルムとされていることが好ましく、このような構成とすると、その結晶化度の高さゆえに、フレーバー性をとくに良好に保つことが可能となる。
【０００９】
また、前記外面側に位置するフィルムは、その少なくとも最表面の結晶化度が３０％以下に設定された配向結晶性ポリエステルフィルムあるいは無配向結晶性ポリエステルフィルムとされていることが好ましく、このような構成とすると、外面側に位置するフィルムの少なくとも最表面の結晶化度を３０％と低くすることによって、巻締工程の際の加工性を確実に向上させて、シーミングロールとの接触で削れ片や剥離片が生じてしまうのをより確実に抑制することができ、とくに、このフィルムが無配向結晶性ポリエステルフィルムの場合には、開缶の際、フィルム中に発達した球晶が破断の起点となって、エンゼルヘアーの発生を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明によるラミネート缶蓋は、本発明のラミネート材を成形することによって製造されていることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
本実施形態によるラミネート材は、図１に示すように、例えばアルミニウム板からなる金属板である缶蓋素材板１０の両面に対して、例えばポリエステルフィルムからなるフィルム２０，３０がそれぞれ貼り合わされることによって構成されている。
【００１２】
缶蓋素材板１０としてのアルミニウム板は、缶蓋の大きさによっても相違するが、例えば、その厚みが０．２０〜０．５０ｍｍ（好ましくは、０．２３〜０．３０ｍｍ）に設定されたものであって、純アルミニウムや、アルミニウムと他の合金用金属とのアルミニウム合金（とくにマグネシウム、マンガンなどを少量含むアルミニウム合金）が使用されている。なお、アルミニウム板に代えて、スチール板などの金属板を缶蓋素材板１０として用いてもよい。
【００１３】
また、缶蓋素材板１０の両面に貼り合わされたフィルム２０，３０はそれぞれ、基材層２１，３１と接着層２２，３２とからなる２層構造をなしていて、その接着層２２、３２側が缶蓋素材板１０に密着するように貼り合わされている。
接着層２２，３２は、例えば、その厚みが０．５〜３μｍに設定されるとともに、粘度０．５〜０．８ポワズの非晶質変性ポリエステルフィルムとされており、イソフタル酸を１５〜２２ｍｏｌ％含有するポリエチレンテレフタレートとイソフタル酸との共重合体が使用されている。
【００１４】
缶蓋素材板１０に貼り合わされたフィルム２０，３０における基材層２１，３１のうち、このラミネート材が缶蓋に成形されるときに、缶内部に充填された飲料などの内容物に直接接触することになる内面側に位置するフィルム２０における基材層２１は、その厚みが６〜２５μｍに設定されるとともに、結晶化度が４０〜６０％に設定された配向結晶性樹脂の２軸延伸ポリエステルフィルムあるいは２軸延伸変性ポリエステルフィルムとされており、ポリエチレンテレフタレートあるいはイソフタル酸を数ｍｏｌ％含有するポリエチレンテレフタレートとイソフタル酸との共重合体が使用されている。
【００１５】
一方、このラミネート材が缶蓋に成形されるときに、外面側に位置するフィルム３０における基材層３１は、その厚みが３〜５０μｍに設定されるとともに、少なくとも最表面の結晶化度が３０％以下に設定された（本実施形態においては基材層３１全体の結晶化度が３０％以下に設定されている）無配向結晶性樹脂で球晶の発達したポリエステルフィルムとされており、上述したフィルム２０の基材層２１と同じく、ポリエチレンテレフタレートあるいはイソフタル酸を数ｍｏｌ％含有するポリエチレンテレフタレートとイソフタル酸との共重合体が使用されている。
ここで、フィルムの無配向とは、アッベ屈折率計で３方向（ｎα，ｎβ，ｎγ）を測定して得られたΔＰの値が０．０３以下であることをいう。
【００１６】
また、フィルム２０，３０の基材層２１，３１について言及した結晶化度は、配向結晶性樹脂のフィルムに対しては、Ｘ線回折法で測定し（結晶化度１．０％以下を結晶化度０％と定義する）、無配向結晶性樹脂のフィルムに対しては、ヘーズ測定法で測定した（ヘーズが２％以下の場合、結晶化度０％と定義する）。
【００１７】
なお、フィルム２０，３０に用いられているポリエステル樹脂としては、上述したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）だけでなく、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネートなども挙げられるが、好ましくは、ポリエチレンテレフタレートが使用される。
【００１８】
本実施形態によるラミネート材は、上述したような構成を有しており、所定の成形加工（巻締加工、スコア加工及びタブ加工など）を経て、上記のフィルム２０が内面側に位置し、かつ、上記のフィルム３０が外面側に位置するように、ラミネート缶蓋に成形されるのである。
【００１９】
本実施形態においては、このラミネート材が缶蓋に成形されるときに内面側に位置するフィルム２０の基材層２１について、その結晶化度を４０〜６０％と高く設定することによって、良好なフレーバー性を得ることが可能となっている。
このように、フィルム２０の基材層２１の結晶化度を４０〜６０％と高くするためには、２層構造とされるフィルム２０を缶蓋素材板１０に貼り合わせるときの温度Ｔ１（゜Ｃ）を、フィルム２０の基材層２１の融解温度Ｔｍ（゜Ｃ）とし、接着層２２の融解温度をＴｍ′としたときに、Ｔｍ′＜Ｔ１＜Ｔｍ−１８゜Ｃの範囲に設定すればよい。
【００２０】
ここで、内面側に位置するフィルム２０の基材層２１について、その結晶化度が４０％よりも低くなってしまうと、良好なフレーバー性を得ることができなくなってしまうおそれがある一方、結晶化度を６０％よりも高く設定することは技術的に困難となっている。
なお、上述したようなおそれを確実になくすため、このフィルム２０の基材層２１の結晶化度は、好ましくは、５０〜６０％に設定され、より好ましくは、５５〜６０％に設定されるのがよい。
【００２１】
また、内面側に位置するフィルム２０の基材層２１は、無配向結晶性樹脂のように球晶が発達した脆いものではなく、配向結晶性樹脂であることから、巻締工程の際にも亀裂などが生じるおそれが少なく、アルミニウム板である缶蓋素材板１０が露出して、その成分が缶内部に充填された飲料などの内容物に溶出してしまうおそれを低減することができる。
【００２２】
さらに、内面側に位置するフィルム２０の基材層２１の厚みが、６〜２５μｍに設定されていることによって、耐食性や、缶蓋への加工性、開缶性を良好に保つことが可能となっていて、この基材層２１の厚みが６μｍよりも小さくなると、コストが高くなったり、耐食性に劣ってしまうおそれがある一方、基材層２１の厚みが２５μｍよりも大きくなると、缶蓋への成形性や、缶蓋に成形されたときの開缶性が劣ってしまうおそれがある。
なお、上述したようなおそれを確実になくすため、このフィルム２０の基材層２１の厚みは、好ましくは、６〜１５μｍに設定され、より好ましくは、６〜１２μｍに設定されるのがよい。
【００２３】
そして、このラミネート材が缶蓋に成形されたときに、外面側に位置するフィルム３０の基材層３１における少なくとも最表面、本実施形態においては基材層３１全体の結晶化度を、内面側に位置するフィルム２０の基材層２１の結晶化度よりも低い３０％以下に設定したことによって、その加工性を向上させることができ、ラミネート材を缶蓋に成形してからの缶胴への巻締工程の際に、シーミングロールとの接触が生じるとしても、フィルム３０の基材層３１の削れ片や剥離片が発生するのを抑制することができる。
【００２４】
ここで、この外面側に位置するフィルム３０の基材層３１について、その結晶化度が３０％よりも高くなってしまうと、フィルム３０の基材層３１の加工性を向上させることができなくなるおそれが生じてしまう。
なお、上述したようなおそれを確実になくすため、このフィルム３０の基材層３１の少なくとも最表面の結晶化度は、好ましくは２０％以下に設定され、より好ましくは１０％以下に設定されるがよい。
【００２５】
また、このようなラミネート材を用いてイージーオープンタイプのラミネート缶蓋を成形した場合には、スコアリング部にフィルム片が残存し、開缶の際にエンゼルヘアーが発生することにより、飲用の際に、このエンゼルヘアーが口にあたって不快感を与えるおそれがあるが、本実施形態では、外面側に位置するフィルム３０の基材層３１が、無配向結晶性樹脂で球晶の発達したものであるから、開缶の際には、フィルム３０中に破断の起点が生じることとなって、エンゼルヘアーの発生を抑制することができる。
【００２６】
なお、外面側に位置するフィルム３０の基材層３１が、無配向結晶性樹脂ではなく、配向結晶性樹脂とされていると、上記のエンゼルヘアーが発生してしまうおそれがあるが、このような場合であっても、外面側に位置するフィルム３０に多数の微細な凹凸あるいは貫通孔を形成することによって、エンゼルヘアーの発生を抑制することができる。もちろん、外面側のフィルム３０の基材層３１が無配向結晶性樹脂の場合であっても、多数の微細な凹凸あるいは貫通孔を形成することは有効である。
【００２７】
さらに、外面側に位置するフィルム３０の基材層３１の厚みが、３〜５０μｍに設定されていることによって、耐食性や、缶蓋への加工性、開缶性を良好に保つことが可能となっていて、この基材層３１の厚みが３μｍよりも小さくなると、コストが高くなったり、耐食性に劣ってしまうおそれがあり、一方、基材層３１の厚みが５０μｍよりも大きくなると、缶蓋への成形性や、缶蓋に成形されたときの開缶性が劣ってしまうおそれがある。
なお、上述したようなおそれを確実になくすため、このフィルム３０の基材層３１の厚みは、好ましくは、３〜２５μｍに設定され、より好ましくは、３〜１２μｍに設定されるのがよい。
【００２８】
ここで、上述した本実施形態においては、外面側に位置するフィルム３０の基材層３１を単層構造とするとともに、この基材層３１全体の結晶化度を３０％以下に設定しているが、これに限定されることなく、シーミングロールと接触することになるフィルム３０の基材層３１における少なくとも最表面の結晶化度さえ３０％以下に設定されていればよい。
例えば、フィルム３０の基材層３１が、厚み方向で結晶化度勾配が生じた単層構造で、その最表面のみの結晶化度が３０％以下に設定されていたり、多層構造で、最表面に位置する層の結晶化度が３０％以下に設定されていてもよいのである。
【００２９】
また、缶蓋素材板１０の両面へのフィルム２０，３０の密着性や耐食性の観点から、缶蓋素材板１０の表面には、表面処理膜を形成することが一般的に望まれている。このような表面処理膜としては、クロメート皮膜、陽極酸化皮膜、アルマイト等、さらにはシランカップリング剤等のバインダーを含む構造などが挙げられる。
例えば、クロメート皮膜の表面処理膜を形成する場合には、アルミニウム板を苛性ソーダで脱脂及びエッチングを行った後、ＣｒＯ_３４ｇ／ｌ、Ｈ_３ＰＯ_４１２ｇ／ｌ、Ｆ０．６５ｇ／ｌ、残りは水のような処理液に浸漬するといった化学処理によって行う。このようなクロメート皮膜の厚みは、密着性の観点から、表面積当たりのＣｒ原子の重量で表して、好ましくは、５〜５０ｍｇ／ｄｍ^２の範囲、より好ましくは、１０〜３５ｍｇ／ｄｍ^２の範囲内に収まるように設定されることがよい。
【００３０】
さらに、缶蓋素材板１０に貼り合わせられるフィルム２０，３０（ポリエステルフィルム）は、フィラーを含有していることが好ましく、このようなフィラーとしては、シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、リン酸カルシウムなどの無機塩が挙げられる。
【００３１】
加えて、ラミネート材をラミネート缶蓋に成形した後に、フィルムのガラス転移点以上１８０℃以下で加熱処理を加えることによって、密着性、耐食性を向上させることができ、このような加熱方法としては、ガスオーブン、高周波誘導加熱、遠赤外線照射などの方法が挙げられる。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明の一例を実施例とし、本発明の範囲から外れたものを比較例として、評価試験を行った。
まず、内面側に位置するフィルムとして結晶化度５３〜５６％のポリエステルフィルムを用意し、外面側に位置するフィルムとして結晶化度０〜３％のポリエステルフィルムを用意し、これらを缶蓋素材板に対して貼り合わせることにより、以下の表１に示されるような厚み及び結晶化度を有するラミネート材（実施例１〜１０、比較例１〜９）を製造した。
このラミネート材における外面側フィルムに多数の微孔加工を施して、イージーオープン缶蓋に成形し、高周波オーブンで１１０゜Ｃの熱処理を行った後、フレーバー性評価及び巻締試験を行った。
フレーバー性は、官能評価による味覚変化の有意差で評価し、巻締性は、外面側フィルムの削れ及び剥離の状態で評価した。その結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【表２】

【００３５】
表１に示されるように、本発明の一例である実施例１〜１０は、いずれもフレーバー性及び巻締性がともに良好であった。また、巻締性については、外面側フィルムの結晶化度が好ましい範囲（２０％以下）、より好ましい範囲（１０％以下）に設定された実施例１〜５、７〜１０は、とくに良好な結果が得られた。
これに対して、外面側フィルムの結晶化度が、内面側フィルムの結晶化度よりも低く設定されていなかった比較例１〜９は、フレーバー性及び巻締性のうちの少なくとも一方が悪化してしまっていた。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、缶蓋に成形されるときに内面側に位置するフィルムについては、その結晶化度を高く設定することによって、良好なフレーバー性を得るようにしながらも、外面側に位置するフィルムの少なくとも最表面については、内面側に位置するフィルムよりも結晶化度を低くすることにより、巻締工程の際の加工性を向上させて、シーミングロールとの接触で削れ片や剥離片が生じてしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるラミネート材の断面図である。
【符号の説明】
１０　缶蓋素材板
２０　ポリエステルフィルム
２１　基材層
２２　接着層
３０　ポリエステルフィルム
３１　基材層
３２　接着層

Claims

缶蓋素材板の両面にそれぞれフィルムが貼り合わされてなるとともに、缶蓋に成形されるラミネート材であって、
缶蓋に成形されるときに、外面側に位置する前記フィルムにおける少なくとも最表面の結晶化度が、内面側に位置する前記フィルムの結晶化度よりも低くなるように設定されていることを特徴とするラミネート材。
請求項１に記載のラミネート材において、
前記内面側に位置するフィルムは、その結晶化度が４０〜６０％に設定された配向結晶性ポリエステルフィルムとされていることを特徴とするラミネート材。
請求項１または請求項２に記載のラミネート材において、
前記外面側に位置するフィルムは、その少なくとも最表面の結晶化度が３０％以下に設定された配向結晶性ポリエステルフィルムとされていることを特徴とするラミネート材。
請求項１または請求項２に記載のラミネート材において、
前記外面側に位置するフィルムは、その少なくとも最表面の結晶化度が３０％以下に設定された無配向結晶性ポリエステルフィルムとされていることを特徴とするラミネート材。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のラミネート材を成形することによって製造されていることを特徴とするラミネート缶蓋。