JP2005041217A - 樹脂フィルム被覆金属板及び樹脂フィルム被覆金属缶 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属板であって、最表層の樹脂中には粒径が0.5〜5μmの粒子を0.05重量%以上含有、もしくは最表層の樹脂は面積1mm2あたり、粒径が0.5〜5μmの粒子を1000個以上含有、もしくは樹脂フィルムの表面には面積1mm2あたり、粒径が0.5〜5μmの粒子が500個以上露出、もしくは樹脂フィルムの表面には、面積1mm2あたり、粒径が0.5〜5μmの粒子により形成される突起が500個以上存在することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。上記の樹脂フィルム被覆金属板を、成形してなることを特徴とする樹脂フィルム被覆金属缶。
【選択図】なし
Description
[1]単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属板であって、最表層の樹脂中には粒径が0.5〜5μmの粒子を0.05重量%以上含有することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
[2]単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属板であって、最表層の樹脂は面積1mm2あたり、粒径が0.5〜5μmの粒子を1000個以上含有することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
[3]単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属板であって、前記樹脂フィルムの表面には面積1mm2あたり、粒径が0.5〜5μmの粒子が500個以上露出していることを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
[4]単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属板であって、前記樹脂フィルムの表面には、面積1mm2あたり、粒径が0.5〜5μmの粒子により形成される突起が500個以上存在することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
[5]前記[1]〜[4]において、前記樹脂フィルム中に含まれる粒子が酸化ケイ素であることを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
[6]前記[1]〜[5]において、単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属板であって、最表層の樹脂中には粒径が0.5〜5μmの粒子を0.05重量%以上含有し、その膜厚は2μm以上10μm以下であり、前記ポリエステル樹脂における酸成分はイソフタル酸5〜18重量部と残りの主たる部分がテレフタル酸からなることを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
[7]前記[6]において、前記樹脂フィルム被覆金属板の金属板に接する最下層は、ポリエステル樹脂中にカルボン酸誘導体変性ポリオレフィン粒状樹脂を5〜30重量%含有することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
[8]前記[1]〜[7]において、最表層と、その他の層全体の膜厚の比率が、1/15〜1/2であることを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
[9]前記[1]〜[8]において、単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属板であって、前記樹脂フィルム被覆金属板は、前記樹脂フィルムを被覆した後に、80℃以上250℃以下の高温雰囲気中で熱処理されることを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
[10]前記[9]において、前記熱処理が80℃以上の乾燥雰囲気でなされることを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
[11]前記[9]において、 前記熱処理が80℃以上の水蒸気雰囲気でなされることを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
[12]前記[1]〜[11]において、 前記樹脂フィルムの結晶化度が15%以上であることを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
[13]前記[1]〜[12]のいずれかに記載の樹脂フィルム被覆金属板を、成形してなることを特徴とする樹脂フィルム被覆金属缶。
[14]単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属缶であって、缶内面側の樹脂フィルムが、面積1mm2あたり、粒径が0.5〜5μmの粒子を500個以上含有することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属缶。
[15]単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属缶であって、缶内面側の樹脂フィルムの表面には、面積1mm2あたり、直径0.5〜5μmの空孔が300個以上存在することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属缶。
[16]単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属缶であって、缶内面側の樹脂フィルムの表面には、面積1mm2あたり、粒径が0.5〜5μmの粒子により形成される空孔が300個以上存在することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属缶。
[17]前記[13]〜[16]において、樹脂フィルム被覆金属缶を熱処理することにより、樹脂フィルムの結晶化度を30%以上とすることを特徴とする樹脂フィルム被覆金属缶。
[18]前記[13]〜[17]において、前記樹脂フィルム被覆金属缶に炭酸飲料を充填して飲用に供することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属缶。
[19]前記[13]〜[18]において、缶および/または炭酸飲料を8℃以下に冷却して前記樹脂フィルム被覆金属缶に炭酸飲料を充填することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属缶。
[20]前記[13]〜[19]において、缶の内面を液体で濡らしてから前記樹脂フィルム被覆金属缶に炭酸飲料を充填することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属缶。
1)樹脂フィルム中に粒径が0.5〜5μmの粒子を0.05重量%以上含有
添加する粒子の大きさ、量は、発生する空孔のサイズ、形状に影響を及ぼし、それらは内容物の泡立ちのみならず、フレーバー吸着、衝撃割れ、溶解等にも影響を与えるため、最適な範囲が存在する。さらに、微小粒子を含有した樹脂フィルムを使用した場合、その粒子が空孔発生の起点となるためフィルム表面の空孔発生数が非常に増加し泡立ち性が高まるため好ましい。このような効果が現れる粒子の粒径は、0.5〜5μmの範囲のものが適当であり、以上から、本発明では、粒子粒径は、0.5〜5μmの範囲とする。
また、安定なサイズの気泡を得るという効果は0.5〜5μmの粒子を0.05重量%以上含有する時に発現し、より好ましくは0.1重量%以上である。また、機械的性能が劣化しないように、粒子量は5重量%以下が好ましい。フィルム外観の点からさらに好ましくは、2重量%以下である。
2)樹脂フィルム面積1mm2あたり、粒径が0.5〜5μmの粒子を1000個以上含有
粒子数が上記範囲未満では、安定なサイズの気泡を得るという効果が不充分である。一方、粒子数の上限は面積1mm2あたり108個を超えないものが好ましく、より好ましくは106個を超えないものである。108個を超えるものは、内容物によっては泡の発生が過剰となり泡の安定性が低下する可能性がある。
3)面積1mm2の樹脂フィルム表面に、粒径が0.5〜5μmの粒子が500個以上露出 4)面積1mm2の樹脂フィルム表面に、粒径が0.5〜5μmの粒子により形成される突起が500個以上存在
何れの場合も、露出する粒子数や突起数が上記範囲未満では、安定なサイズの気泡を得るという効果が不充分である。一方、それらの上限は面積1mm2あたり108個を超えないものが好ましく、より好ましくは106個を超えないものである。108個を超えるものは、内容物によっては泡の発生が過剰となり泡の安定性が低下する可能性がある。
5)粒子が酸化ケイ素
また、樹脂フィルム中に含まれる粒子としては、粒子形状のコントロールをしやすいため泡立ち性に加え他の耐食性等の性能が得やすいこと、内容物に対する安定性、環境適合性が高くフレーバー性に優れること、そしてコスト等の点から酸化ケイ素が最適である。
6)樹脂フィルムの最表層の樹脂中には粒径が0.5〜5μmの粒子を0.05重量%以上含有し、その膜厚は2μm以上10μm以下
ポリエステル樹脂フィルムの各層において粒子を含有する層は、本質的にフレーバー吸着、衝撃割れ、溶解等の原因になりやすいためできるだけ少ない方が好ましい。そこで、泡立ちにおよぼす粒子含有層の厚さの影響を調査したところ、内容物に接する側の最表層に粒子含有層がある時にフィルム表層に空孔が生じ、泡立ちに効果があることがわかった。また、その粒子含有層の厚さは、2μm以上あれば効果が現れ、厚いほど効果が高まる傾向にあるが、10μm以上では効果は飽和し、それ以上厚くすることはフレーバー吸着、衝撃割れ、溶解等の性能を劣化させる。さらに好ましくは、7μm以下である。以上より、最表層の膜厚は2μm以上10μm以下とするのが好ましい。
7)層構造を有した樹脂フィルムであって、その最表層と、その他の層全体の膜厚の比率が、1/15〜1/2
樹脂フィルムが2層以上の複数の層構造を有する場合、最表層と、その他の層全体の膜厚の比率は、1/15〜1/2であることが好ましい。膜厚比が1/15より小さくなると表面空孔の生成が十分でなく、泡立ち性が低下し、一方1/2を超えると耐衝撃性、加工性が低下する。
Xc:結晶化度(%)、d:対象フィルムの密度、dc:フィルム樹脂が100%結晶化した時の密度、da:フィルム樹脂が100%非晶状態の時の密度
樹脂フィルムがポリエチレンテレフタレート樹脂単相からなる場合、dc=1.46、da=1.34であるから、結晶化度15%となるフィルムの密度は、1.36である。
本発明の樹脂フィルム被覆金属缶は、適度な泡立ち性の発現という点から面積1mm2あたり粒径が0.5〜5μmの粒子を500個以上含有、もしくは面積1mm2のフィルム表面に直径0.5〜5μmの空孔が300個以上存在、もしくは0.5〜5μmの粒子により形成される空孔が300個以上存在することが好ましい。空孔が300個未満では泡立ち性の効果が不十分である。一方、空孔の個数の上限は面積1mm2あたり108個を超えないものが好ましく、より好ましくは106個を超えないものである。108個を超えるものは、内容物によっては泡の発生が過剰となり泡の安定性が低下する可能性がある。
なお、ここで規定する空孔とは缶内面の内容物に接触する側のフィルム表面に生じた空孔であり、フィルムを貫通するものやフィルム内部や金属側に生成したものは含まない。またその直径とは、フィルム表面に生じた空孔の長径と短径の平均値とする。このような空孔には大きいものや小さいものがあるが、本発明においては、規定される0.5〜5μmの直径の空孔数が規定量以上であるものが好ましく、その場合はそれ以外の直径の空孔は空孔数には数えない。
空孔や粒子の数は、SEMでフィルム表面を観察し、任意のフィルム表面の少なくとも10ヶ所において100μm×100μmの範囲の該当する数を数え、その平均値を100倍したものを面積1mm2中の空孔や粒子の数とした。また、突起数や露出粒子数は、表面からその大きさが0.5〜5μmであることが確認できるもののみを数え、さらに粒子が露出したものは全て突起にも含めた。
1.製缶加工
樹脂被覆金属板を、以下の条件で第一段絞り、再絞りを行い薄肉化深絞り缶を得た。
・第一段絞り
ブランク径…150〜160mm
1段絞り …絞り比1.65
・再絞り
第1次再絞り…絞り比:1.25
第2次再絞り…絞り比:1.25
再絞り工程のダイスコーナー部の曲率半径:0.4mm
再絞り時のしわ押さえ加重…39227N(4000kg)
・缶胴部の平均薄肉化率
成形前の樹脂被覆金属板の厚さに対し45〜60%
2.歪取り熱処理
製缶加工に伴い導入されたフィルムの加工歪をフィルム融点230℃の熱環境下で30秒間加熱保持した後に急冷した。
ここで、得られた薄肉化深絞り缶の缶内面フィルムの空孔や粒子の数については、最も空孔や粒子の数が多い部分を缶胴においてSEMで観察して探し出し、その部分についてSEMでフィルム表面を観察し、任意のフィルム表面の少なくとも10ヶ所において100μm×100μmの範囲の該当する数を数え、その平均値を100倍したものを面積1mm2中の空孔や粒子の数とした。また、突起数や露出粒子数は、表面からその大きさが0.5〜5μmであることが確認できるもののみを数え、さらに粒子が露出したものは全て突起にも含めた。
3.薄肉化深絞り缶適性の評価
・加工性
フィルムの損傷を伴うことなく製缶加工できる限界によって、下記のごとく評価した。なお、合格は○以上の評価のものである。
限界加工度(薄肉化率) :評価
薄肉化率45%の成形不可 :××(劣)
薄肉化率45%まで成形可 :× ↑
薄肉化率50%まで成形可 :△
薄肉化率55%まで成形可 :○ ↓
薄肉化率60%まで成形可 :◎ (優)
・耐衝撃性評価
歪取り熱処理を施した缶体(薄肉化率55%)にネック加工を施し、缶体中に、蒸留水を充填して蓋を取りつけ巻き締めた後、缶底において、30cmの高さから0.5kgの鉄球を落下させて衝撃を与えた。次に蓋をあけ、缶内部に、被衝撃部が浸るように、1%食塩水を充填し、5分浸漬後、液中に浸した白金電極と缶金属部に6Vの負荷をかけ、電流値を読み取り、以下のように評価した。なお、合格は○以上の評価のものである。
電流値が3mA以上 :×× (劣)
電流値が1mA以上〜3mA未満 :× ↑
電流値が0.5mA以上〜1mA未満 :△
電流値が0.1mA以上〜0.5mA未満 :○ ↓
電流値が0.1mA未満 :◎ (優)
・泡立ち性
歪取り熱処理を施した缶体の内面を洗浄し、ビール(サッポロ黒ラベル)を充填後、炭酸ガスを内圧1kg/cm2になるように充填し、5℃で120時間冷却した後、20℃の室内で開缶し15秒後のビール表面の泡立ち性を以下の基準で評価した。
試験結果 :評価
泡が液面を完全に覆わない :× (劣)
厚さ2mm未満の泡が液面をほぼ完全に覆う :△ ↑
厚さ2mm以上10mm未満の泡が液面を完全に覆う :○
厚さ10mm以上20mm未満の泡が液面を完全に覆う :◎ ↓
厚さ20mm以上の泡が液面を完全に覆う :◎◎ (優)
・泡持ち性
歪取り熱処理を施した缶体の内面を洗浄し、ビール(サッポロ黒ラベル)を充填後、炭酸ガスを内圧1kg/cm2になるように充填し、5℃で120時間冷却した後、20℃の室内で開缶し、ビール表面の泡立ちが液面の中で切れ目を生じ完全に覆わなくなるまでの時間を測定し以下の基準で評価した。
試験結果 :評価
1分以内 :× (劣)
1分超〜10分 :△ ↑
10分超〜20分 :○
20分超〜30分 :◎ ↓
30分超 :◎◎ (優)
得られた結果を条件と併せて表1に示す。
1.製缶加工
缶銅部の平均薄肉化率:成刑前の樹脂被覆金属板の厚さに対し40〜55%
歪取り熱処理
製缶加工に伴い導入されたフィルムの加工歪を(フィルム融点−20)℃の熱環境下で20秒間加熱保持した後に急冷することにより取り除き、各性能評価に供した。
2.薄肉化深絞り缶適性の評価
・耐食性
歪取り熱処理を施した缶体(薄肉化率50%)にネック加工を施し、缶体中に、ビール(サッポロ黒ラベル)を充填して蓋を取りつけ巻き締めた後、5℃に冷却した後、缶底を下にして30cmの高さから落下させて衝撃を与えた。その後40℃の雰囲気で30日間保持した後に、缶内のビール中の鉄溶出量を測定してその溶出量により耐食性を評価した。なお、合格は○以上の評価のものである。
試験結果 :評価
鉄溶出量が1.0ppm以上 :×× (劣)
鉄溶出量が0.5ppm以上〜1.0ppm未 :× ↑
鉄溶出量が0.2ppm以上〜0.5ppm未満 :△
鉄溶出量が0.1ppm以上〜0.2ppm未満 :○ ↓
鉄溶出量が0.1ppm未満 :◎ (優)
・フレーバー性
歪取り熱処理を施した缶体(薄肉化率50%)の内面を洗浄した後、香料水溶液(d−リモネン20ppm水溶液)を入れ、密封後35℃で20日間放置し、その後開封して缶内部を水で洗浄した後にエーテル浸漬で抽出されるリモネン量をガスクロマトグラフィーにより1缶当りのd−リモネンの吸着量とし、味特性を評価した。合格は○以上の評価のものである。
試験結果 :評価
吸着量200μg/缶を超えるもの :× (劣)
吸着量100μg/缶を超えて200μg/缶以下 :△ ↑
吸着量30μg/缶を超えて100μg/缶以下 :○
吸着量10μg/缶を超えて30μg/缶以下 :◎ ↓
吸着量10μg/缶以下 :◎◎ (優)
得られた結果を条件と併せて表2に示す。
試験結果 :評価
厚さ30mm以上の泡が発生 :× (劣)
厚さ5mm以上30mm未満の泡が発生 :△ ↑
厚さ1mm以上5mm未満の泡が発生 :○
厚さ1mm未満の泡が発生 :◎ ↓
泡が全く発生しない :◎◎ (優)
得られた結果を条件と併せて表3に示す。
1.製缶加工
缶銅部の平均薄肉化率:成刑前の樹脂被覆金属板の厚さに対し30〜45%
歪取り熱処理
製缶加工に伴い導入されたフィルムの加工歪を(フィルム融点−20)℃の熱環境下で20秒間加熱保持した後に急冷することにより取り除き、核性能評価に供した。
Claims (20)
- 単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属板であって、最表層の樹脂中には粒径が0.5〜5μmの粒子を0.05重量%以上含有することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
- 単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属板であって、最表層の樹脂は面積1mm2あたり、粒径が0.5〜5μmの粒子を1000個以上含有することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
- 単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属板であって、前記樹脂フィルムの表面には面積1mm2あたり、粒径が0.5〜5μmの粒子が500個以上露出していることを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
- 単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属板であって、前記樹脂フィルムの表面には、面積1mm2あたり、粒径が0.5〜5μmの粒子により形成される突起が500個以上存在することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属板。
- 前記樹脂フィルム中に含まれる粒子が酸化ケイ素であることを特徴とする請求項1〜4に記載の樹脂フィルム被覆金属板。
- 単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属板であって、最表層の樹脂中には粒径が0.5〜5μmの粒子を0.05重量%以上含有し、その膜厚は2μm以上10μm以下であり、前記ポリエステル樹脂における酸成分はイソフタル酸5〜18重量部と残りの主たる部分がテレフタル酸からなることを特徴とする請求項1ないし5に記載の樹脂フィルム被覆金属板。
- 前記樹脂フィルム被覆金属板の金属板に接する最下層は、ポリエステル樹脂中にカルボン酸誘導体変性ポリオレフィン粒状樹脂を5〜30重量%含有することを特徴とする請求項6に記載の樹脂フィルム被覆金属板。
- 最表層と、その他の層全体の膜厚の比率が、1/15〜1/2であることを特徴とする請求項1ないし7に記載の樹脂フィルム被覆金属板。
- 単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属板であって、前記樹脂フィルム被覆金属板は、前記樹脂フィルムを被覆した後に、80℃以上250℃以下の高温雰囲気中で熱処理されることを特徴とする請求項1ないし8に記載の樹脂フィルム被覆金属板。
- 前記熱処理が80℃以上の乾燥雰囲気でなされることを特徴とする請求項9に記載の樹脂フィルム被覆金属板。
- 前記熱処理が80℃以上の水蒸気雰囲気でなされることを特徴とする請求項9に記載の樹脂フィルム被覆金属板。
- 前記樹脂フィルムの結晶化度が15%以上であることを特徴とする請求項1ないし11に記載の樹脂フィルム被覆金属板。
- 請求項1ないし12のいずれかに記載の樹脂フィルム被覆金属板を、成形してなることを特徴とする樹脂フィルム被覆金属缶。
- 単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属缶であって、缶内面側の樹脂フィルムが、面積1mm2あたり、粒径が0.5〜5μmの粒子を500個以上含有することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属缶。
- 単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属缶であって、缶内面側の樹脂フィルムの表面には、面積1mm2あたり、直径0.5〜5μmの空孔が300個以上存在することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属缶。
- 単層もしくは2層以上の複数の層構造を有し熱可塑性ポリエステルを主成分とする樹脂フィルムを被覆した樹脂フィルム被覆金属缶であって、缶内面側の樹脂フィルムの表面には、面積1mm2あたり、粒径が0.5〜5μmの粒子により形成される空孔が300個以上存在することを特徴とする樹脂フィルム被覆金属缶。
- 樹脂フィルム被覆金属缶を熱処理することにより、樹脂フィルムの結晶化度を30%以上とすることを特徴とする請求項13ないし16のいずれかに記載の樹脂フィルム被覆金属缶。
- 前記樹脂フィルム被覆金属缶に炭酸飲料を充填して飲用に供することを特徴とする請求項13ないし17のいずれかに記載の樹脂フィルム被覆金属缶。
- 缶および/または炭酸飲料を8℃以下に冷却して前記樹脂フィルム被覆金属缶に炭酸飲料を充填することを特徴とする請求項13ないし18に記載の樹脂フィルム被覆金属缶。
- 缶の内面を液体で濡らしてから前記樹脂フィルム被覆金属缶に炭酸飲料を充填することを特徴とする請求項13ないし19に記載の樹脂フィルム被覆金属缶。
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