JP2007111939A - ポリエステル樹脂被覆金属板及びこれを用いて成る開封構造物 - Google Patents
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Abstract
【課題】過酷な成形加工にも耐え得る密着性、成形性を有し、過酷な成形加工に付された場合にも優れた耐食性、耐衝撃性、外観特性を保持し得るポリエステル樹脂被覆金属板を提供することである。
【解決手段】金属基体に樹脂被覆を施して成る樹脂被覆金属板において、前記被覆樹脂がポリエチレンテレフタレート共重合体６５乃至８５重量％及びポリブチレンテレフタレート共重合体３５乃至１５重量％から成るポリエステル組成物から成り、樹脂被覆の１５０℃における等温結晶化速度が０．０８乃至０．２２ｍｉｎ−１の範囲にあることを特徴とする樹脂被覆金属板。
【選択図】図１
【解決手段】金属基体に樹脂被覆を施して成る樹脂被覆金属板において、前記被覆樹脂がポリエチレンテレフタレート共重合体６５乃至８５重量％及びポリブチレンテレフタレート共重合体３５乃至１５重量％から成るポリエステル組成物から成り、樹脂被覆の１５０℃における等温結晶化速度が０．０８乃至０．２２ｍｉｎ−１の範囲にあることを特徴とする樹脂被覆金属板。
【選択図】図１
Description
本発明は、金属板表面にポリエステル樹脂が被覆されてなるポリエステル樹脂被覆金属板及びこの樹脂被覆金属板から成る開封構造物に関するものであり、より詳細には、過酷な成形加工にも耐え得る密着性、成形性を有するポリエステル樹脂被覆金属板及びキャップ部分と注出部分が連続して一体的に成形され、レトルト殺菌後の外観特性にも優れた開封構造物に関する。
金属素材を熱可塑性ポリエステルフィルムで被覆した樹脂被覆金属板は、製缶用材料として古くから使用されており、かかる樹脂被覆金属板を絞り加工、或いは絞り・しごき加工等に付して、飲料などを充填するためのシームレス缶にすることや、或いは缶蓋にすることもよく知られている。
このようなシームレス缶や缶蓋に用いられる樹脂被覆金属板としては、加工性、耐食性、香味保持性などの見地からエチレンテレフタレート単位を主体とし、所望により他のエステル単位を含むポリエステル或いは共重合ポリエステルからなる樹脂被覆が使用されている(特許文献１等)。
このようなシームレス缶や缶蓋に用いられる樹脂被覆金属板としては、加工性、耐食性、香味保持性などの見地からエチレンテレフタレート単位を主体とし、所望により他のエステル単位を含むポリエステル或いは共重合ポリエステルからなる樹脂被覆が使用されている(特許文献１等)。
一方、飲料缶等の密封容器として、容器本体の開口端部にイージーオープン蓋を巻き締めして成るものが広く使用されているが、このようなタイプの缶蓋においては、リシールができないことからリシール可能な缶蓋が望まれている。
一般にリシール可能な缶としては、縮径された缶胴上部に螺子部が形成され、別途成形されたキャップを適用するタイプのものが知られているが、このようなタイプのリシール缶においては、別途キャップを成形する必要があり、容器製造の際の工程が煩雑なりやすいことから、本出願人は、キャップ部分と注出部分が連続して一体的に成形されて成る開封構造物を提案している（特許文献２）。
一般にリシール可能な缶としては、縮径された缶胴上部に螺子部が形成され、別途成形されたキャップを適用するタイプのものが知られているが、このようなタイプのリシール缶においては、別途キャップを成形する必要があり、容器製造の際の工程が煩雑なりやすいことから、本出願人は、キャップ部分と注出部分が連続して一体的に成形されて成る開封構造物を提案している（特許文献２）。
この開封構造物は、概略的に言って、樹脂被覆金属板等を深絞りして円筒状カップを成形した後、再絞りを行うと共に、円筒状カップの中央部を薄肉化し、バルジ加工などで内部から外側に拡径して拡径部分を形成し、次いで円筒状カップの頭部を加圧して折返し加工を行って、内壁の上端部から下方に折り返している中間壁と、該中間壁の下端部から上方に折り返している外壁を構成した後、螺子部、易破断部の形成を行うことにより成形されており、従来のシームレス缶や缶蓋等に比して非常に過酷な成形加工に付されている。
一般にポリエチレンテレフタレートは、結晶性であると共に高い融点を有し、引っ張り強さ、耐衝撃性等優れた諸性能を有するが、高温湿熱条件下では急激に物性が低下するという欠点を有することから、特に過酷な成形加工に付された場合には、通常の状態では満足し得るものでも耐食性及び耐デント性が低下し、且つレトルト後に乳白色の斑点状模様が発生して外観特性に劣るという問題が生じる。従って、特に過酷な成形加工が必要な開封構造物をこのような従来のポリエステル樹脂被覆金属板を用いて成形した場合にも、上述した問題が顕著に発生するおそれがある。
従って本発明の目的は、過酷な成形加工にも耐え得る密着性、成形性を有し、過酷な成形加工に付された場合にも優れた耐食性、耐衝撃性、外観特性を保持し得るポリエステル樹脂被覆金属板を提供することである。
本発明の他の目的は、優れた耐食性、耐衝撃性、耐レトルト性を有し、外観特性にも優れた開封構造物を提供することである。
本発明の他の目的は、優れた耐食性、耐衝撃性、耐レトルト性を有し、外観特性にも優れた開封構造物を提供することである。
本発明によれば、金属基体に樹脂被覆を施して成る樹脂被覆金属板において、前記被覆樹脂がポリエチレンテレフタレート共重合体６５乃至８５重量％及びポリブチレンテレフタレート共重合体３５乃至１５重量％から成るポリエステル組成物から成り、樹脂被覆の１５０℃における等温結晶化速度が０．０８乃至０．２２ｍｉｎ−１の範囲にあることを特徴とする樹脂被覆金属板が提供される。
本発明の樹脂被覆金属板においては、
１．ポリエステル組成物が１９０乃至２２０℃の温度範囲に２つの融点ピークを有すること、
２．ポリエチレンテレフタレート共重合体の融点が、フィルム化前後で３．０℃未満の差であること、
３．前記ポリエチレンテレフタレート共重合体及びポリブチレンテレフタレート共重合体の共重合成分が何れもイソフタル酸であること、
が好適である。
本発明の樹脂被覆金属板においては、
１．ポリエステル組成物が１９０乃至２２０℃の温度範囲に２つの融点ピークを有すること、
２．ポリエチレンテレフタレート共重合体の融点が、フィルム化前後で３．０℃未満の差であること、
３．前記ポリエチレンテレフタレート共重合体及びポリブチレンテレフタレート共重合体の共重合成分が何れもイソフタル酸であること、
が好適である。
本発明によれば、上記樹脂被覆金属板から成る成形体、特にキャップ部分と注出部分が連続して一体的に成形されて成る開封構造物が提供される。
本発明の開封構造物は、
１．樹脂被覆の１５０℃における等温結晶化速度が０．１５乃至０．５５ｍｉｎ−１の範囲にあること、
２．レトルト処理後のポリエチレンテレフタレート共重合体の結晶化度が２５乃至３０％であること、
が好適である。
本発明の開封構造物は、
１．樹脂被覆の１５０℃における等温結晶化速度が０．１５乃至０．５５ｍｉｎ−１の範囲にあること、
２．レトルト処理後のポリエチレンテレフタレート共重合体の結晶化度が２５乃至３０％であること、
が好適である。
本発明の樹脂被覆金属板によれば、過酷な成形加工に付された場合にも、優れた加工密着性を有し、優れた耐食性、耐衝撃性を有する成形体を成形できる。特に本発明の樹脂被覆金属板においては、耐レトルト性に優れていることから、従来の樹脂被覆金属板を用いて過酷な成形加工を行った後、レトルト殺菌を行った場合に見られた、乳白色の斑点状模様の発生がなく、外観特性に顕著に優れている。
また本発明の樹脂被覆金属板を用いて成形された、キャップ部分及び注出部分が連続して一体的に成形されてなる開封構造物は、過酷な成形加工に付されていながらも、耐食性、耐衝撃性、耐レトルト性に優れている。
また本発明の樹脂被覆金属板を用いて成形された、キャップ部分及び注出部分が連続して一体的に成形されてなる開封構造物は、過酷な成形加工に付されていながらも、耐食性、耐衝撃性、耐レトルト性に優れている。
本発明の樹脂被覆金属板は、金属基体上に形成される被覆樹脂がポリエチレンテレフタレート共重合体６５乃至８５重量％及びポリブチレンテレフタレート共重合体３５乃至１５重量％から成るポリエステル組成物から成り、樹脂被覆の１５０℃における等温結晶化速度が０．０８乃至０．２２ｍｉｎ−１の範囲にあることが重要な特徴である。
キャップ部分及び注出部分が連続的に一体的に成形されて成る開封構造物は、前述したように過酷な成形加工に付されることから、結晶化速度の遅い樹脂を樹脂被覆として用いることが加工性の点から好適であるが、このような従来の樹脂被覆金属板のような結晶化速度の遅い樹脂から成る樹脂被覆に起因して、レトルト殺菌処理（温度１００乃至１５０℃）が施された後に乳白色の斑点状模様が発生していると考えられる。
このような観点から、樹脂被覆金属板の樹脂被覆に用いられるポリエステル樹脂について研究を行ったところ、上記構成を満足する樹脂被覆金属板は、過酷な成形加工に付された場合にも優れた加工密着性、耐食性、耐衝撃性を有すると共に、レトルト殺菌後の乳白色の斑点状模様の発生を予防し得ることを見出したのである。
キャップ部分及び注出部分が連続的に一体的に成形されて成る開封構造物は、前述したように過酷な成形加工に付されることから、結晶化速度の遅い樹脂を樹脂被覆として用いることが加工性の点から好適であるが、このような従来の樹脂被覆金属板のような結晶化速度の遅い樹脂から成る樹脂被覆に起因して、レトルト殺菌処理（温度１００乃至１５０℃）が施された後に乳白色の斑点状模様が発生していると考えられる。
このような観点から、樹脂被覆金属板の樹脂被覆に用いられるポリエステル樹脂について研究を行ったところ、上記構成を満足する樹脂被覆金属板は、過酷な成形加工に付された場合にも優れた加工密着性、耐食性、耐衝撃性を有すると共に、レトルト殺菌後の乳白色の斑点状模様の発生を予防し得ることを見出したのである。
本発明の樹脂被覆金属板のこのような作用効果は、後述する実施例の結果からも明らかである。すなわち、上記構成を満足する本発明の樹脂被覆金属板においては、樹脂被覆は優れた加工密着性を有すると共に、上述した開封構造物を成形してレトルト殺菌に付した場合にも、特に加工の厳しい注出部においても乳白色の斑点状模様が生じることがなかったのに対して（実施例１〜２）、ポリブチレンテレフタレート共重合体の配合量が上記範囲よりも少ない場合には、１５０℃における等温結晶化速度が上記範囲よりも小さくなって、乳白色の斑点状模様が発生してしまうと共に、加工密着性にも劣っていることが明らかである（比較例１）。一方ポリブチレンテレフタレート共重合体の含有量が上記範囲よりも多い場合（比較例２）やホモポリブチレンテレフタレートを用いた場合（比較例３〜４）では、１５０℃における等温結晶化速度が上記範囲よりも大きくなり、全体的に白化が生じてしまうと共に、加工密着性に顕著に劣っていることが明らかである。
本発明の樹脂被覆金属板においては、用いるポリエステル組成物が１９０乃至２２０℃の温度範囲に２つの融点ピークを有することが好ましい。
すなわち、本発明で用いるポリエチレンテレフタレート共重合体及びポリブチレンテレフタレート共重合体は何れも共重合により融点降下し、何れも１９０乃至２２０℃の範囲の融点を有し、且つかかるポリエチレンテレフタレート共重合体及びポリブチレンテレフタレート共重合体をブレンドしたポリエステル組成物が、ポリエチレンテレフタレート共重合体とポリブチレンテレフタレート共重合体がほとんどエステル交換することなく、エチレンテレフタレート系ブロック、ブチレンテレフタレート系ブロックとして残留していることにより、ポリエチレンテレフタレート共重合体が有する優れた耐熱性、加工性、耐衝撃性、及びポリブチレンテレフタレート共重合体が有する優れた耐レトルト性、耐食性等のそれぞれの特性を発揮することが可能となるのである。
すなわち、本発明で用いるポリエチレンテレフタレート共重合体及びポリブチレンテレフタレート共重合体は何れも共重合により融点降下し、何れも１９０乃至２２０℃の範囲の融点を有し、且つかかるポリエチレンテレフタレート共重合体及びポリブチレンテレフタレート共重合体をブレンドしたポリエステル組成物が、ポリエチレンテレフタレート共重合体とポリブチレンテレフタレート共重合体がほとんどエステル交換することなく、エチレンテレフタレート系ブロック、ブチレンテレフタレート系ブロックとして残留していることにより、ポリエチレンテレフタレート共重合体が有する優れた耐熱性、加工性、耐衝撃性、及びポリブチレンテレフタレート共重合体が有する優れた耐レトルト性、耐食性等のそれぞれの特性を発揮することが可能となるのである。
（ポリエステル組成物）
本発明の樹脂被覆金属板の被覆樹脂として用いるポリエステル組成物は、上述したようにポリエチレンテレフタレート共重合体とポリブチレンテレフタレート共重合体を重量比で６５:３５乃至８５：１５、特に７０：３０乃至８０：２０でブレンドしてなるものである。
ポリエチレンテレフタレート共重合体としては、エチレンテレフタレート単位を主体とし、具体的には、ジカルボン酸成分の５０％以上、特に８０％以上がテレフタル酸で、ジオール成分の５０％以上、特に８０％以上がエチレングリコールであるエチレンテレフタレート共重合体であることが好ましい。
本発明の樹脂被覆金属板の被覆樹脂として用いるポリエステル組成物は、上述したようにポリエチレンテレフタレート共重合体とポリブチレンテレフタレート共重合体を重量比で６５:３５乃至８５：１５、特に７０：３０乃至８０：２０でブレンドしてなるものである。
ポリエチレンテレフタレート共重合体としては、エチレンテレフタレート単位を主体とし、具体的には、ジカルボン酸成分の５０％以上、特に８０％以上がテレフタル酸で、ジオール成分の５０％以上、特に８０％以上がエチレングリコールであるエチレンテレフタレート共重合体であることが好ましい。
共重合成分として含有し得るテレフタル酸以外のカルボン酸成分としては、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ｐ−β−オキシエトキシ安息香酸、ビフェニル−４，４’−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−４，４’−ジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等を挙げることができる。
エチレングリコール以外のジオール成分としては、１，４−ブタンジオール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，６−へキシレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビタン等を挙げることができる。
エチレングリコール以外のジオール成分としては、１，４−ブタンジオール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，６−へキシレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビタン等を挙げることができる。
最も好適な共重合成分としては、イソフタル酸であり、その含有量は１０乃至２０モル％、特に１１乃至１５モル％の範囲にあることが好ましい。上記範囲よりもイソフタル酸含有量が少ない場合には、樹脂被覆金属板の加工密着性、成形性に劣るようになり、また上記範囲よりもイソフタル酸含有量が多い場合には、耐熱性等のポリエチレンテレフタレートに由来する特性が上記範囲内にある場合に比して劣るようになる。
また用いるポリエチレンテレフタレート共重合体としては、フィルム化前後で融点の差が３．０℃未満であるものが好ましい。このようなポリエチレンテレフタレート共重合体は、ゲルマニウム触媒を用いて合成することができ、このようなポリエチレンテレフタレート共重合体を用いることにより、ポリブチレンテレフタレート共重合体とのエステル交換が進みにくいという利点が得られる。
また用いるポリエチレンテレフタレート共重合体としては、フィルム化前後で融点の差が３．０℃未満であるものが好ましい。このようなポリエチレンテレフタレート共重合体は、ゲルマニウム触媒を用いて合成することができ、このようなポリエチレンテレフタレート共重合体を用いることにより、ポリブチレンテレフタレート共重合体とのエステル交換が進みにくいという利点が得られる。
ポリブチレンテレフタレート共重合体としては、ブチレンテレフタレート単位を主体とし、具体的には、ジカルボン酸成分の５０％以上、特に８０％以上がテレフタル酸で、ジオール成分の５０％以上、特に８０％以上が１，４−ブタンジオールであるブチレンテレフタレート共重合体であることが好ましい。
共重合成分としては、上述したジカルボン酸及びジオール成分を挙げることができるが、ポリエチレンテレフタレート共重合体と同様に、最も好適な共重合成分は、イソフタル酸であり、その含有量は１０乃至２０モル％、特に１１乃至１５モル％の範囲にあることが好ましい。上記範囲よりもイソフタル酸含有量が少ない場合には、上記範囲にある場合に比して樹脂被覆金属板の加工密着性、成形性に劣るようになり、また上記範囲よりもイソフタル酸含有量が多い場合には、ポリブチレンテレフタレートに由来する耐レトルト性、特にレトルト後の斑点状模様の発生が上記範囲にある場合に比して劣るようになる。
共重合成分としては、上述したジカルボン酸及びジオール成分を挙げることができるが、ポリエチレンテレフタレート共重合体と同様に、最も好適な共重合成分は、イソフタル酸であり、その含有量は１０乃至２０モル％、特に１１乃至１５モル％の範囲にあることが好ましい。上記範囲よりもイソフタル酸含有量が少ない場合には、上記範囲にある場合に比して樹脂被覆金属板の加工密着性、成形性に劣るようになり、また上記範囲よりもイソフタル酸含有量が多い場合には、ポリブチレンテレフタレートに由来する耐レトルト性、特にレトルト後の斑点状模様の発生が上記範囲にある場合に比して劣るようになる。
ポリエステル組成物は、ポリエチレンテレフタレート共重合体及びポリブチレンテレフタレート共重合体のそれぞれのペレットをドライブレンドしたものを、押出機等で溶融混練することにより使用されるが、温度が高い場合や混練時間が長い場合はエステル交換反応が進みやすいため、押出機中では、一般に２４０乃至２６０℃で５乃至１５分間の滞留時間とすることが好ましい。
ポリエステル組成物に用いるポリエチレンテレフタレート共重合体及びポリブチレンテレフタレート共重合体は、何れも１９０乃至２２０℃の範囲内の融点を有し、上述したように、これらをブレンドしたポリエステル組成物においてほとんどエステル交換されることなく、ポリエステル組成物において１９０乃至２２０℃の温度範囲に２つの融点ピークを有していることが好ましい。
ポリエチレンテレフタレート共重合体及びポリブチレンテレフタレート共重合体は、そのペレット状態において、フェノール／テトラクロロエタン混合溶媒を用いて測定した固有粘度が、０．７〜１．５の範囲、特に０．８〜１．２の範囲にあることが好ましい。更に、ガラス転移点は、５０℃以上、特に６０℃〜９０℃の範囲であることが好ましい。
ポリエステル組成物に用いるポリエチレンテレフタレート共重合体及びポリブチレンテレフタレート共重合体は、何れも１９０乃至２２０℃の範囲内の融点を有し、上述したように、これらをブレンドしたポリエステル組成物においてほとんどエステル交換されることなく、ポリエステル組成物において１９０乃至２２０℃の温度範囲に２つの融点ピークを有していることが好ましい。
ポリエチレンテレフタレート共重合体及びポリブチレンテレフタレート共重合体は、そのペレット状態において、フェノール／テトラクロロエタン混合溶媒を用いて測定した固有粘度が、０．７〜１．５の範囲、特に０．８〜１．２の範囲にあることが好ましい。更に、ガラス転移点は、５０℃以上、特に６０℃〜９０℃の範囲であることが好ましい。
（金属基体）
本発明の樹脂被覆金属板に用いる金属基体としては、各種表面処理鋼板やアルミニウム等の軽金属板が使用される。表面処理鋼板としては、冷圧延鋼板を焼鈍した後二次冷間圧延し、亜鉛メッキ、錫メッキ、ニッケルメッキ、電解クロム酸処理、クロム酸処理等の表面処理の一種または二種以上行ったものを用いることができる。またアルミニウムメッキ、アルミニウム圧延等を施したアルミニウム被覆鋼板が用いられる。
また軽金属板としては、いわゆる純アルミニウム板の他にアルミニウム合金板が使用される。
金属板の元板厚は、金属の種類、容器の用途或いはサイズによっても相違するが、一般に０．１０乃至０．５０ｍｍの厚みを有するのがよく、この中でも表面処理鋼板の場合には０．１０乃至０．３０ｍｍの厚み、軽金属板の場合は０．１５乃至０．４０ｍｍの厚みを有するのがよい。
本発明の樹脂被覆金属板に用いる金属基体としては、各種表面処理鋼板やアルミニウム等の軽金属板が使用される。表面処理鋼板としては、冷圧延鋼板を焼鈍した後二次冷間圧延し、亜鉛メッキ、錫メッキ、ニッケルメッキ、電解クロム酸処理、クロム酸処理等の表面処理の一種または二種以上行ったものを用いることができる。またアルミニウムメッキ、アルミニウム圧延等を施したアルミニウム被覆鋼板が用いられる。
また軽金属板としては、いわゆる純アルミニウム板の他にアルミニウム合金板が使用される。
金属板の元板厚は、金属の種類、容器の用途或いはサイズによっても相違するが、一般に０．１０乃至０．５０ｍｍの厚みを有するのがよく、この中でも表面処理鋼板の場合には０．１０乃至０．３０ｍｍの厚み、軽金属板の場合は０．１５乃至０．４０ｍｍの厚みを有するのがよい。
（樹脂被覆金属板）
本発明の樹脂被覆金属板においては、上記ポリエステル組成物から成るポリエステルフィルムを金属板に熱接着することにより製造することができるが、押出しコート法により上記樹脂組成物を直接金属板上に押出しフィルムを形成することにより、本発明の樹脂組成物から成る被覆を形成することもできる。
押出コート法の場合、樹脂の層の種類に対応する押出機を使用し、ダイを通してポリエステルを押出すると共に、これを溶融状態で金属基体に押出コートして、熱接着させる。金属基体に対する樹脂組成物の熱接着は、溶融樹脂組成物層が有する熱量と、金属板が有する熱量とにより行われる。金属板の加熱温度は、一般に９０乃至２９０℃、特に１００乃至２８０℃の温度が適当である。
本発明の樹脂被覆金属板においては、上記ポリエステル組成物から成るポリエステルフィルムを金属板に熱接着することにより製造することができるが、押出しコート法により上記樹脂組成物を直接金属板上に押出しフィルムを形成することにより、本発明の樹脂組成物から成る被覆を形成することもできる。
押出コート法の場合、樹脂の層の種類に対応する押出機を使用し、ダイを通してポリエステルを押出すると共に、これを溶融状態で金属基体に押出コートして、熱接着させる。金属基体に対する樹脂組成物の熱接着は、溶融樹脂組成物層が有する熱量と、金属板が有する熱量とにより行われる。金属板の加熱温度は、一般に９０乃至２９０℃、特に１００乃至２８０℃の温度が適当である。
またポリエステル組成物をＴ−ダイ法や、インフレーション製膜法等の押出し成形することによって成形されるキャストフィルム、特に押出したフィルムを急冷したキャスト成形法による未延伸のポリエステルフィルムとし、このポリエステルフィルムを金属板に熱接着することにより製造することもできる。
フィルムの厚みは、用いる用途によっても相違するが、一般に１乃至５００μｍ、特に３乃至１００μｍの範囲にあることが好ましい。尚、キャップ部分及び注出部分が連続的に一体的に成形された開封用構造物に用いる樹脂被覆金属板の被覆には、３乃至５０μｍ、特に５乃至３０μｍの厚みとすることが好ましい。
本発明の樹脂被覆金属板においては、樹脂被覆層と金属素材との間にプライマー層を設けることなく、樹脂被覆層を金属素材に接着させることが可能であるが、勿論プライマー層を設けることを除外するものではなく、所望によりプライマー層を設けることも可能である。
フィルムの厚みは、用いる用途によっても相違するが、一般に１乃至５００μｍ、特に３乃至１００μｍの範囲にあることが好ましい。尚、キャップ部分及び注出部分が連続的に一体的に成形された開封用構造物に用いる樹脂被覆金属板の被覆には、３乃至５０μｍ、特に５乃至３０μｍの厚みとすることが好ましい。
本発明の樹脂被覆金属板においては、樹脂被覆層と金属素材との間にプライマー層を設けることなく、樹脂被覆層を金属素材に接着させることが可能であるが、勿論プライマー層を設けることを除外するものではなく、所望によりプライマー層を設けることも可能である。
本発明の樹脂被覆金属板は、金属板表面、特に過酷な加工を受ける側となる金属表面に上述したポリエステル組成物から成る被覆層が設けられていることが好ましく、キャップ部分及び注出部分が連続的に一体成形されてなる開封構造物においては、キャップ外面側となる金属表面上に形成されていることが好ましい。
（成形体）
本発明の成形体としては、上述した樹脂被覆金属板を従来公知の成形法により成形した缶、缶蓋等を挙げることができるが、特に、キャップ部分と注出部分が連続して一体的に成形されて成る開封構造物であることが好ましい。
このような開封構造物は、キャップ部分及び注出部分が連続して一体的に形成されているので、内容物充填後のキャップ部分における密封性の保証が完全になされ、更に容器製造の際の生産性等を向上させることが可能になるという利点を有するものである。
本発明の成形体としては、上述した樹脂被覆金属板を従来公知の成形法により成形した缶、缶蓋等を挙げることができるが、特に、キャップ部分と注出部分が連続して一体的に成形されて成る開封構造物であることが好ましい。
このような開封構造物は、キャップ部分及び注出部分が連続して一体的に形成されているので、内容物充填後のキャップ部分における密封性の保証が完全になされ、更に容器製造の際の生産性等を向上させることが可能になるという利点を有するものである。
図１は、本発明の開封構造物が適用された容器の要部断面図であり、図２は、キャップ部分と注出部が分離した状態を示す図である。
図１に示すように、本発明の開封構造物１０は、内壁１１、中間壁１３、外壁１４それぞれが一体的に形成された三重筒状の構造を有し、中間壁１３と外壁１４との下端連接部側に配置された易破断部１５を介して外壁１４が中間壁１３から分離可能に配置され、外壁１４は円盤状の天板１６ｂに接続している。連続して一体的に形成される内壁１１及び中間壁１３が注出部１２を形成し、外壁１４及び天板１６ｂがキャップ部分１６を構成する。中間壁１３と外壁１４との間には螺子係合部１７が形成されている。
図１に示す開封構造物１０は、キャップ部分１６を把持して旋回することにより易破断部１５が破断され、図２に示すように、キャップ部分１６が注出部１２から分離して、容器を開封することが可能となる。
図１に示すように、本発明の開封構造物１０は、内壁１１、中間壁１３、外壁１４それぞれが一体的に形成された三重筒状の構造を有し、中間壁１３と外壁１４との下端連接部側に配置された易破断部１５を介して外壁１４が中間壁１３から分離可能に配置され、外壁１４は円盤状の天板１６ｂに接続している。連続して一体的に形成される内壁１１及び中間壁１３が注出部１２を形成し、外壁１４及び天板１６ｂがキャップ部分１６を構成する。中間壁１３と外壁１４との間には螺子係合部１７が形成されている。
図１に示す開封構造物１０は、キャップ部分１６を把持して旋回することにより易破断部１５が破断され、図２に示すように、キャップ部分１６が注出部１２から分離して、容器を開封することが可能となる。
図３は、図１に示す開封構造物の成形方法の概略を示す図である。
図３（ａ）に示す本発明の樹脂被覆金属板Ａを、深絞り成形して円筒状カップＢに成形し、次いで図３（ｂ）に示すように、中央に一部張出部を有するポンチを用いて再絞りを行うと共に、円筒状カップＢの中央部Ｃ２を前記ポンチの張出部を当接させて薄肉化し、円筒状カップＢに上部Ｃ１、薄肉化したＣ２、下部Ｃ３を形成する。また螺子加工された後に形成される突出部下部の外壁１４と中間壁１３との破断予定部に、スコアやスリットＳを有する易破断部１５を、円筒状カップＢ上部Ｃ１下方に形成する。易破断部１５は、折返し後に外壁１４となる部分の下部に位置するように円筒状カップＢの周りに刃状ロールＥを周回させて形成する。
図３（ａ）に示す本発明の樹脂被覆金属板Ａを、深絞り成形して円筒状カップＢに成形し、次いで図３（ｂ）に示すように、中央に一部張出部を有するポンチを用いて再絞りを行うと共に、円筒状カップＢの中央部Ｃ２を前記ポンチの張出部を当接させて薄肉化し、円筒状カップＢに上部Ｃ１、薄肉化したＣ２、下部Ｃ３を形成する。また螺子加工された後に形成される突出部下部の外壁１４と中間壁１３との破断予定部に、スコアやスリットＳを有する易破断部１５を、円筒状カップＢ上部Ｃ１下方に形成する。易破断部１５は、折返し後に外壁１４となる部分の下部に位置するように円筒状カップＢの周りに刃状ロールＥを周回させて形成する。
図３（ｃ）に示すように、ブランクである円筒状カップＢの上部Ｃ１を割り型に挿入しバルジ成形加工等の手段で内部から外側に拡径して拡径部分Ｆを形成する。又はネッキング加工等の手段で、外部から内側に縮径して縮径部分Ｇを形成する。
次いで図３（ｄ）に示すように、円筒状カップＢの頭部を加圧して折返し加工を行い、円筒状カップＢの高さ方向中央部に形成された中央部Ｃ２が中間壁１３と成り、円筒状カップＢの上部Ｃ１が最も外側に配置されて外壁１４となるように、内壁１１、中間壁１３、外壁１４の円筒状の三重壁からなる突出部Ｘを形成させる。
次いで図３（ｅ）に示すように、突出部Ｘの内側と外側に螺子加工用ジグＤを押し当てて螺子加工して、螺子係合部１７を形成し、本発明の開封用構造物が形成されるが、この開封用構造物を金属缶の端部に巻締め操作によって取り付けできるように、図３（ｆ）に示すように外周端にカール部Ｙが形成されている。
次いで図３（ｄ）に示すように、円筒状カップＢの頭部を加圧して折返し加工を行い、円筒状カップＢの高さ方向中央部に形成された中央部Ｃ２が中間壁１３と成り、円筒状カップＢの上部Ｃ１が最も外側に配置されて外壁１４となるように、内壁１１、中間壁１３、外壁１４の円筒状の三重壁からなる突出部Ｘを形成させる。
次いで図３（ｅ）に示すように、突出部Ｘの内側と外側に螺子加工用ジグＤを押し当てて螺子加工して、螺子係合部１７を形成し、本発明の開封用構造物が形成されるが、この開封用構造物を金属缶の端部に巻締め操作によって取り付けできるように、図３（ｆ）に示すように外周端にカール部Ｙが形成されている。
本発明においては、かかる開封構造物が上述した本発明の樹脂被覆金属板から成形されていることにより、過酷な成形加工に付された場合でも樹脂被覆の密着性に優れている。また本発明の樹脂被覆金属板から成る成形体の被覆樹脂の１５０℃における等温結晶化速度が０．１５乃至０．５５ｍｉｎ−１の範囲にあることが望ましい。成形体の樹脂被覆が上記範囲の等温結晶化速度を有することにより、かかる成形体にレトルト殺菌処理を行っても、乳白色の斑点状模様が発生しないことが保証されている。
更に、本発明の樹脂被覆金属板から成る成形体のレトルト処理後のポリエチレンテレフタレート共重合体の結晶化度は２５乃至３０％の範囲にあることが望ましく、これにより、かかる成形体が耐食性、耐熱性、耐衝撃性等の特性に優れていることが保証されている。
更に、本発明の樹脂被覆金属板から成る成形体のレトルト処理後のポリエチレンテレフタレート共重合体の結晶化度は２５乃至３０％の範囲にあることが望ましく、これにより、かかる成形体が耐食性、耐熱性、耐衝撃性等の特性に優れていることが保証されている。
本発明を次の例で説明する。
本発明の特性値は以下の測定法による。
本発明の特性値は以下の測定法による。
（１）固有粘度（ＩＶ）
樹脂ペレットをフェノール、テトラクロロエタンの重量比１：１混合溶液に溶解し、３０℃においてウベローデ型粘度計で測定した。
樹脂ペレットをフェノール、テトラクロロエタンの重量比１：１混合溶液に溶解し、３０℃においてウベローデ型粘度計で測定した。
（２）融点（Ｔｍ）
示差走査熱量計ＤＳＣ７（パーキンエルマー社製）を用いて、樹脂ペレットまたはサンプルフィルム約５ｍｇを窒素気流下で３０℃から３００℃まで１０℃／ｍｉｎの速度で昇温し、その際の結晶融解に基づく吸熱ピークの最大高さの温度を融点とした。
示差走査熱量計ＤＳＣ７（パーキンエルマー社製）を用いて、樹脂ペレットまたはサンプルフィルム約５ｍｇを窒素気流下で３０℃から３００℃まで１０℃／ｍｉｎの速度で昇温し、その際の結晶融解に基づく吸熱ピークの最大高さの温度を融点とした。
（３）製膜性
日本製鋼所製φ４７ｍｍ二軸押出機ＴＥＸ４４αに樹脂ペレットを供給し、吐出量２０ｋｇ／ｈｒ、樹脂温度２５０℃で溶融押し出しを行い、２３℃雰囲気下で幅４００ｍｍのＴダイから出た溶融樹脂を４０ｍ／ｍｉｎでフィルム状に引き取り、膜揺れ、膜切れの発生の有無を目視で観察した。
日本製鋼所製φ４７ｍｍ二軸押出機ＴＥＸ４４αに樹脂ペレットを供給し、吐出量２０ｋｇ／ｈｒ、樹脂温度２５０℃で溶融押し出しを行い、２３℃雰囲気下で幅４００ｍｍのＴダイから出た溶融樹脂を４０ｍ／ｍｉｎでフィルム状に引き取り、膜揺れ、膜切れの発生の有無を目視で観察した。
（４）結晶化速度
サンプルラミネート材または図１に示された開封構造物に成形されたサンプルのキャップ部分１６のフィルムを塩酸１０％水溶液で単離した。示差走査熱量計ＤＳＣ７（パーキンエルマー社製）を用いて、単離した樹脂フィルム５ｍｇを窒素気流下で３０℃から３００℃まで３０℃／ｍｉｎの速度で昇温し、３００℃で５分間保持した後３００℃／ｍｉｎの速度で１２０℃まで急冷した。その後１２０℃で３０分間保持し、その際の結晶生成に基づく発熱ピークの最大高さまでの時間（分）を求め、その逆数を結晶化速度とした。
サンプルラミネート材または図１に示された開封構造物に成形されたサンプルのキャップ部分１６のフィルムを塩酸１０％水溶液で単離した。示差走査熱量計ＤＳＣ７（パーキンエルマー社製）を用いて、単離した樹脂フィルム５ｍｇを窒素気流下で３０℃から３００℃まで３０℃／ｍｉｎの速度で昇温し、３００℃で５分間保持した後３００℃／ｍｉｎの速度で１２０℃まで急冷した。その後１２０℃で３０分間保持し、その際の結晶生成に基づく発熱ピークの最大高さまでの時間（分）を求め、その逆数を結晶化速度とした。
（５）結晶化度（Ｘ）
サンプルラミネート材を図１に示された開封構造物に成形し、キャップ部分１６を切り取り、フーリエ変換赤外分光分析計ＦＴＳ７０００（Ｄｉｇｉｌａｂ社製）を用いてＡＴＲ法にて測定を行い、得られた吸収ピークから樹脂中のポリエチレンテレフタレート共重合体の結晶化度を求めた。なお、結晶化度Ｘ（％）は以下の式によって算出した。
Ｘ（％）＝（Ａ（９７３ｃｍ−１）／Ａ（７９３ｃｍ−１）−０．１７５８３８１）
／４．５９４１８２×１００
但し、Ａ（９７３ｃｍ−１）：９７３ｃｍ−１におけるピーク強度
Ａ（７９３ｃｍ−１）：７９３ｃｍ−１におけるピーク強度
サンプルラミネート材を図１に示された開封構造物に成形し、キャップ部分１６を切り取り、フーリエ変換赤外分光分析計ＦＴＳ７０００（Ｄｉｇｉｌａｂ社製）を用いてＡＴＲ法にて測定を行い、得られた吸収ピークから樹脂中のポリエチレンテレフタレート共重合体の結晶化度を求めた。なお、結晶化度Ｘ（％）は以下の式によって算出した。
Ｘ（％）＝（Ａ（９７３ｃｍ−１）／Ａ（７９３ｃｍ−１）−０．１７５８３８１）
／４．５９４１８２×１００
但し、Ａ（９７３ｃｍ−１）：９７３ｃｍ−１におけるピーク強度
Ａ（７９３ｃｍ−１）：７９３ｃｍ−１におけるピーク強度
（６）外観
サンプルラミネート材を図１に示された開封構造物を成形し、１２０℃−３０ｍｉｎの条件でレトルト処理を行った後、開封構造物における乳白色の斑点状模様、白化の発生の有無を目視で観察した。
サンプルラミネート材を図１に示された開封構造物を成形し、１２０℃−３０ｍｉｎの条件でレトルト処理を行った後、開封構造物における乳白色の斑点状模様、白化の発生の有無を目視で観察した。
（７）密着性
サンプルラミネート材を図１に示された開封構造物を成形し、１２０℃−３０ｍｉｎの条件でレトルト処理を行った後、開封構造物におけるフィルム浮きやフィルム剥離の発生の有無を目視で観察した。
サンプルラミネート材を図１に示された開封構造物を成形し、１２０℃−３０ｍｉｎの条件でレトルト処理を行った後、開封構造物におけるフィルム浮きやフィルム剥離の発生の有無を目視で観察した。
［実施例１］
表１に示される組成のポリエステル樹脂を樹脂の融点より３０℃高い温度で溶融押し出しを行い厚さ１６μｍのフィルムを得た。得られたフィルムを２００℃に加熱した板厚０．２８０ｍｍのアルミニウム合金板両側面にラミネートした。
評価結果を表２に示した。レトルト処理後外観、密着性とも良好であった。
表１に示される組成のポリエステル樹脂を樹脂の融点より３０℃高い温度で溶融押し出しを行い厚さ１６μｍのフィルムを得た。得られたフィルムを２００℃に加熱した板厚０．２８０ｍｍのアルミニウム合金板両側面にラミネートした。
評価結果を表２に示した。レトルト処理後外観、密着性とも良好であった。
［実施例２］
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。レトルト処理後外観、密着性とも良好であった。
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。レトルト処理後外観、密着性とも良好であった。
［比較例１］
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ポリブチレンテレフタレート共重合体の割合が少ないため、レトルト処理後の外観は斑点状模様が見られ、密着性も劣りフィルム浮きが見られた。
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ポリブチレンテレフタレート共重合体の割合が少ないため、レトルト処理後の外観は斑点状模様が見られ、密着性も劣りフィルム浮きが見られた。
［比較例２］
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ポリブチレンテレフタレート共重合体の割合が多いため、フィルムの製膜性が劣り、膜揺れ、膜切れが発生した。そのため、ラミネート及びラミネート材の成形はできなかった。
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ポリブチレンテレフタレート共重合体の割合が多いため、フィルムの製膜性が劣り、膜揺れ、膜切れが発生した。そのため、ラミネート及びラミネート材の成形はできなかった。
［比較例３］
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ホモポリブチレンテレフタレートを使用したため、結晶化速度が速くなって結晶化度が高くなり、レトルト処理後の外観は白化が見られ、密着性も劣りフィルム浮きが見られた。
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ホモポリブチレンテレフタレートを使用したため、結晶化速度が速くなって結晶化度が高くなり、レトルト処理後の外観は白化が見られ、密着性も劣りフィルム浮きが見られた。
［比較例４］
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ホモポリブチレンテレフタレートを使用したため、結晶化速度が速くなって結晶化度が高くなり、レトルト処理後の外観は白化が見られ、密着性も劣りフィルム浮きが見られた。
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ホモポリブチレンテレフタレートを使用したため、結晶化速度が速くなって結晶化度が高くなり、レトルト処理後の外観は白化が見られ、密着性も劣りフィルム浮きが見られた。
［比較例５］
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ポリブチレンテレフタレート共重合体における共重合成分の含有濃度が高いため、結晶化速度が遅くなって結晶化度が低くなり、レトルト処理後の外観は斑点状模様が見られた。
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ポリブチレンテレフタレート共重合体における共重合成分の含有濃度が高いため、結晶化速度が遅くなって結晶化度が低くなり、レトルト処理後の外観は斑点状模様が見られた。
［比較例６］
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ポリブチレンテレフタレート共重合体における共重合成分の含有濃度が高いため、結晶化速度が遅くなって結晶化度が低くなり、レトルト処理後の外観は斑点状模様が見られた。
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ポリブチレンテレフタレート共重合体における共重合成分の含有濃度が高いため、結晶化速度が遅くなって結晶化度が低くなり、レトルト処理後の外観は斑点状模様が見られた。
［比較例７］
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ポリエチレンテレフタレート共重合体における共重合成分の含有濃度が低いため、結晶化速度が速くなって結晶化度が高くなり、レトルト処理後の外観は白化が見られ、密着性も劣りフィルム浮きが見られた。
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ポリエチレンテレフタレート共重合体における共重合成分の含有濃度が低いため、結晶化速度が速くなって結晶化度が高くなり、レトルト処理後の外観は白化が見られ、密着性も劣りフィルム浮きが見られた。
［比較例８］
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ポリエチレンテレフタレート共重合体における共重合成分の含有濃度が低いため、結晶化速度が速くなって結晶化度が高くなり、レトルト処理後の外観は白化が見られ、密着性も劣りフィルム浮きが見られた。
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ポリエチレンテレフタレート共重合体における共重合成分の含有濃度が低いため、結晶化速度が速くなって結晶化度が高くなり、レトルト処理後の外観は白化が見られ、密着性も劣りフィルム浮きが見られた。
［比較例９］
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ポリブチレンテレフタレート共重合体を使用していないため、結晶化速度が著しく遅くなって結晶化度が低くなり、レトルト処理後の外観は斑点状模様が見られ、密着性も劣りフィルム浮きが見られた。
表１に示した組成の樹脂を使用した他は、実施例１と同様にした。表２に評価結果を示した。ポリブチレンテレフタレート共重合体を使用していないため、結晶化速度が著しく遅くなって結晶化度が低くなり、レトルト処理後の外観は斑点状模様が見られ、密着性も劣りフィルム浮きが見られた。
Claims (8)
- 金属基体に樹脂被覆を施して成る樹脂被覆金属板において、前記被覆樹脂がポリエチレンテレフタレート共重合体６５乃至８５重量％及びポリブチレンテレフタレート共重合体３５乃至１５重量％から成るポリエステル組成物から成り、樹脂被覆の１５０℃における等温結晶化速度が０．０８乃至０．２２ｍｉｎ−１の範囲にあることを特徴とする樹脂被覆金属板。
- 前記ポリエステル組成物が１９０乃至２２０℃の温度範囲に２つの融点ピークを有する請求項１記載の樹脂被覆金属板。
- 前記ポリエチレンテレフタレート共重合体の融点が、フィルム化前後で３．０℃未満の差である請求項１又は２記載の樹脂被覆金属板。
- 前記ポリエチレンテレフタレート共重合体及びポリブチレンテレフタレート共重合体の共重合成分が何れもイソフタル酸である請求項１乃至３の何れかに記載の樹脂被覆金属板。
- 請求項１乃至４の何れかに記載の樹脂被覆金属板から成る成形体。
- キャップ部分と注出部分が連続して一体的に成形されて成る開封構造物であることを特徴とする請求項５記載の成形体。
- 樹脂被覆の１５０℃における等温結晶化速度が０．１５乃至０．５５ｍｉｎ−１の範囲にある請求項６記載の開封構造物。
- レトルト処理後のポリエチレンテレフタレート共重合体の結晶化度が２５乃至３０％である請求項６又は７記載の開封構造物。
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Citations (5)
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| JPH07145252A (ja) * | 1993-11-24 | 1995-06-06 | Teijin Ltd | 金属缶蓋貼合せ被覆透明フィルム |
| JP2002173541A (ja) * | 2000-09-05 | 2002-06-21 | Toyobo Co Ltd | ポリエステルフィルム、その用途およびそれからなる金属ラミネート板、並びにそれからなる金属缶または金属缶蓋 |
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| WO2003057583A1 (fr) * | 2001-12-28 | 2003-07-17 | Toyo Seikan Kaisha, Ltd. | Structure de fermeture d'un recipient, recipient comprenant cette structure de fermeture et procede de fabrication de cette structure de fermeture |
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-
2005
- 2005-10-19 JP JP2005304124A patent/JP4742801B2/ja active Active
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