JP2019119048A - 白色ポリエステルフィルム - Google Patents

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彰子 浜本
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Abstract

【課題】白度、色相に優れ、隠蔽性を有し、金属板成形加工に必要な強度を維持し、金属缶用途に好適に用いられる白色フィルムを提供する。【解決手段】ポリエステル樹脂層が3層積層されてなる積層フィルムであって、ポリエステル樹脂層は、(A)層/(B)層/(C)層の順に積層され、下記(1)〜(5)を満足することを特徴とする白色ポリエステルフィルム。(1):(A)層と(C)層は、いずれもヘーズが50%以下である。(2):(B)層中に平均粒径0.15〜0.3μmの酸化チタンを含有する。(3):(B)層の厚み(L、μm)と(B)層における酸化チタン濃度(c、質量%)から算出される値(L×c/100)が2〜5である。(4):アルミ板にラミネートされた後のL*a*b*表色系のb*値が−2.5以下である。(5):積層フィルム中に酸化防止剤を300〜3000ppm含有する。【選択図】なし

Description

本発明は、ポリエステル樹脂層が3層積層されてなる積層フィルムであって、白度、色調に優れ、隠蔽性を有する白色ポリエステルフィルムに関するものである。
食品、飲料用の包装には、スチール缶、アルミ缶等の金属缶が大量に使用されている。これらの金属缶は、耐食性や印刷性等を付与するために、従来、その表面に熱硬化性樹脂を主成分とする溶剤型塗料が塗布されており、印刷性を付与するために、通常、下地の金属色を隠蔽する目的で、白色塗料が下塗されている。近年、製造工程の簡略化(低エネルギー化、低コスト化)や、環境問題に対する対策(非溶剤化)から、金属缶には、白色塗料の塗布に代えて、白色フィルムをラミネートして隠蔽性が付与されている。
プラスチックフィルムで被覆した金属缶は、鋼板、アルミ板等の金属板(メッキ等の表面処理を施したものを含む)にプラスチックフィルムをラミネートし、得られたラミネート金属板を成形加工することによって製造されている。
白色フィルムとしては、ポリエステル樹脂に高濃度の酸化チタンを配合したものが用いられている。しかし、従来の白色フィルムでは白度や隠蔽性が不充分であり、酸化チタン量をさらに増大させることが望まれている。しかし、酸化チタン量の増大によって、フィルム表面が硬くなり、製缶用治具が磨耗するといった問題や、削れた金属や酸化チタンがフィルム表面に付着して、印刷時に印刷ぬけが発生したり、鋼板との熱ラミネート性が低下するという問題があがっている。
従来の金属ラミネート用白色フィルムとしては、例えば、缶の成形加工性を改良するために共重合ポリエステルに酸化チタンを混合したものが特許文献1に開示されている。また、共重合ポリエステルに純度95%以上のルチル型酸化チタンを混合したものが特許文献2に開示されている。また、缶の加工性と耐衝撃性とを向上するために、高濃度の酸化チタンのマスターチップと粘度分布の広い希釈ポリマーとを混合したものが特許文献3に開示されている。また、顔料濃度の異なる2種類の共重合ポリエステルを積層させた積層ポリエステルフィルムが特許文献4と5に開示されている。
上記のように、ポリエステル樹脂に酸化チタンを充填した単層または複層のフィルムが種々提案されているが、白度の向上と製缶治具の磨耗の改善、さらには、深絞り比の増大や加工速度のアップに対応したフィルム表面の優れた滑り性とを同時に満足するものはなかった。
これに対して、白度の向上と製缶治具の磨耗の改善、さらに滑り性の向上を目的に、三層構成で中間層に酸化チタンを偏在化させ、外層に特定形状の滑材を特定量配合したものが、特許文献6に開示されている。
しかし、中間層に酸化チタンを高濃度に偏在化させることにより、酸化チタン表面の有機処理剤の影響が強くなり、フィルムを構成する樹脂は、耐熱性の低下から分子量や粘度の低下を引き起こし、結果としてフィルムの強度、成形性に問題が出てくることがあった。また外層に酸化チタンを少量含む場合、近年益々厳しくなるラミネート金属板の製造条件、缶の成形加工条件によっては、金属板との密着が不十分になり、その後の加工で剥離等が生じることもあった。
さらに、近年印刷技術の発展にともない、金属缶には、個性的で美麗な外観が求められ、特に缶外面に要求される意匠性のレベルも高まっている。一般に清潔、高級というイメージがある白色は、無彩色であるが、通常僅かに彩度をもっており、人の目には黄色みの白色、青みの白色などと認識することができる。観測条件、好みによっても個人差、変化があらわれる色彩感覚であるが、さらに白さを感じる方法として、青み付けが挙げられる。缶外面用フィルムにおいては、下地の金属色を隠蔽することに加え、印刷の彩度を表現するために、白度のみならず、色相をコントロールすることも課題の一つであるが、これまで十分に検討されてこなかった。
特開平5−170942号公報 特開平5−339391号公報 特開平6−271686号公報 特開平6−39980号公報 特開平7−52351号公報 特開平11−179846号公報
本発明の課題は、白度、色相に優れ、隠蔽性を有し、金属板成形加工に必要な強度を維持し、金属缶用途に好適に用いられる白色フィルムを提供することである。
本発明者は、このような課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ポリエステルフィルムにおいて、特定の条件を満足する構成を有することにより、上記目的を達成することができることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は、下記のとおりである。
(1)ポリエステル樹脂層が3層積層されてなる積層フィルムであって、ポリエステル樹脂層は、(A)層/(B)層/(C)層の順に積層され、下記条件(1)〜(5)の全てを満足することを特徴とする白色ポリエステルフィルム。
条件(1):(A)層と(C)層は、いずれもヘーズが50%以下である。
条件(2):(B)層中に平均粒径0.15〜0.3μmの酸化チタンを含有する。
条件(3):(B)層の厚み(L、μm)と(B)層における酸化チタン濃度(c、質量%)から算出される値(L×c/100)が2〜5である。
条件(4):アルミ板にラミネートされた後のL表色系のb値が−2.5以下である。(ラミネート条件:220℃に加熱した金属ロールと、100℃に加熱したゴムロールとの間に、白色ポリエステルフィルムと厚みが0.3mmのアルミ板(L表色系のL表=37.6/−1.3/−6.7)とを重ね合わせて供給し、速度20m/min、線圧4.9×10N/mで加熱接着し、冷却する。)
条件(5):積層フィルム中に酸化防止剤を300〜3000ppm含有する。
(2)ポリエステル樹脂(A)層および/または(C)層中に、数平均分子量が1000〜8000のオレフィン系ポリマーを0.01〜1.0質量%含有することを特徴とする(1)記載の白色ポリエステルフィルム。
(3)隠蔽度が0.35以上であることを特徴とする(1)または(2)記載の白色ポリエステルフィルム。
(4)ポリエステル樹脂(A)層、(B)層および(C)層を構成するポリエステル樹脂が、ポリエチレンテレフタレートと共重合ポリエステル樹脂との混合物であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の白色ポリエステルフィルム。
(5)共重合ポリエステル樹脂が、イソフタル酸を共重合成分として2〜15モル%含有するポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする(4)記載の白色ポリエステルフィルム。
本発明によれば、白度、色相に優れ、隠蔽性を有し、金属板成形加工に必要な強度を維持した、金属缶用途に好適に用いられる白色フィルムが提供される。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の白色ポリエステルフィルムは、白色顔料として酸化チタンを含有し、ポリエステル樹脂層が3層積層されてなる積層フィルムであって、ポリエステル樹脂層は、(A)層/(B)層/(C)層の順に積層される。
[酸化チタン]
本発明において、ポリエステル樹脂(B)層は、酸化チタンを含有することが必要である。酸化チタンの平均粒径は、0.15〜0.3μmであることが必要であり、0.2〜0.25μmであることが好ましく、0.2〜0.23μmであることがより好ましい。
酸化チタンは、平均粒径が0.3μmを超えると、光散乱効率が低下しはじめるため、白色ポリエステルフィルムは、隠蔽性や白度が不足し、また散乱効率が最も大きい波長が、青系統から黄系統の波長に変化していくため、L表色系のb値が高くなる傾向であり好ましくない。酸化チタンの平均粒径が0.15μm未満の場合は、可視光の波長より小さくなり、可視光線がフィルムを通過するおそれがあり、フィルムは、隠蔽性や白度が不足することにより、下地の金属板の影響を受け、b値が高くなるので好ましくない。
本発明の白色ポリエステルフィルムにおいて、ポリエステル樹脂(B)層中の酸化チタンの含有量は、(B)層の厚み(L、μm)と(B)層における酸化チタン濃度(c、質量%)から算出される値(L×c/100)として、2〜5であることが必要である。
上記値が2未満の場合、白色ポリエステルフィルムは、白度、隠蔽性が不足することにより、下地の金属板の影響を受け、b値が高くなるので好ましくない。一方、5を超えると、酸化チタンの分散性が低下しはじめ、白色ポリエステルフィルムは、色相が変化し黄色みが増すため、b値が高くなるとともに、強度が低下し、また金属ラミネート後のフィルムは、成形性が劣る。
ポリエステル樹脂(A)層や(C)層は、酸化チタンの濃度が2質量%以下であることが好ましく、中でも1質量%以下がより好ましく、酸化チタンを含まないことがさらに好ましい。また、これらの層は、酸化チタンを含むと、金属板との密着が不十分となる場合や、その後の成形性が低下し、治具の磨耗が発生して、製造プロセスに多大な悪影響を与えたり、磨耗した冶具の金属や酸化チタンが缶加工時にフィルム表面に付着して、印刷性に問題が発生することがある。
酸化チタンは必要に応じて公知の任意の表面処理を施して用いることができる。
しかしながら、酸化チタンを高濃度含有するポリエステル樹脂層においては、酸化チタンの表面処理剤の影響により、ポリエステル樹脂の分子量や粘度低下が起こることがあるので、これを防ぐ観点から、本発明では、積層フィルム中に酸化防止剤を300〜3000ppm含有することが必要であり、1000〜2000ppm含有することが好ましい。酸化防止剤の含有量が300ppm未満では、フィルム製膜、金属との熱ラミネート、成形加工等の工程中で、フィルムの強度低下が生じる可能性が高い。一方、酸化防止剤の3000ppm以上の含有は過剰であり、熱処理後の粘度低下の程度に差はみられず、逆に低分子量の酸化防止剤が多くなるにつれて、フィルムが脆くなる場合や、フィルム表面に析出し、金属板との密着や、滑り性が低下する場合がある。
また、酸化防止剤は、(B)層のみに含有させることがより好ましい。さらに、酸化防止剤の添加方法として、酸化チタンマスターを作製し、このマスター中に含有させることが好ましく、これにより、マスター作製時に受ける剪断による樹脂の熱劣化を抑制することができる。
なお、高濃度酸化チタンによるポリエステル樹脂の粘度低下の対策として、ポリエステル樹脂自体の粘度を上げる方法もあるが、効果がみられるほどに粘度を上げたポリエステル樹脂は、製膜機械への負荷が大きく、成形加工性が損なわれる。このため酸化チタンによるポリエステル樹脂の粘度低下を、酸化防止剤の添加により抑制することが好ましい。
[ポリエステル樹脂]
本発明のポリエステル樹脂(A)層、(B)層および(C)層を構成するポリエステル樹脂は、ポリエチレンテレフタレートと少なくとも1種以上の共重合ポリエステル樹脂との混合物、またはポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートとの混合物であることが好ましい。ポリエステル樹脂を混合物とすることで、フィルムの結晶性のバランスを調整することができる。すなわち、耐熱性、レトルト後の耐衝撃性等強度に必要な結晶性を、ポリエチレンテレフタレートにより維持し、金属板への熱ラミネート性、成形加工性を、共重合ポリエステル樹脂またはポリブチレンテレフタレートにより得ることができる。
混合物における共重合ポリエステル樹脂またはポリブチレンテレフタレートの含有量は、40〜80質量%であることが好ましく、60〜80質量%であることがより好ましい。
共重合ポリエステル樹脂の共重合成分としては、特に限定されないが、酸成分としてイソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等のジカルボン酸、4−ヒドロキシ安息香酸、ε−カプロラクトンや乳酸などが挙げられる。
また、アルコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールAやビスフェノールSのエチレンオキシド付加体等が挙げられる。
さらに、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の3官能化合物等を少量用いてもよい。これらの共重合成分は2種以上併用してもよい。
これらの共重合成分から構成される共重合ポリエステル樹脂としては、イソフタル酸を共重合成分として2〜15モル%含有するポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。イソフタル酸の含有量が2モル%未満であると、得られるフィルムは、金属板との熱ラミネート性が劣り、ラミネートされた金属板は、缶への加工性が劣る。一方、イソフタル酸の共重合量が15モル%を超えるポリエチレンテレフタレートは、結晶性がなくなって、樹脂ペレットの充分な乾燥が困難となり、製膜工程上のトラブルが生じたり、得られるフィルムは、非晶性になり、フィルムの強度や耐熱性が不足したり、フィルムがラミネートされた金属板は、製缶工程で熱ロールに巻き付いたり、製缶工程後のヒートセット時や印刷焼き付け時の耐熱性に問題が生じることがある。
ポリエステル樹脂(A)層、(B)層および(C)層を構成するポリエステル樹脂の種類と割合は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
本発明のフィルムを形成するためのポリエステルは、常法によって製造することができる。例えばイソフタル酸成分が共重合されたポリエチレンテレフタレート系共重合体は、次のようにして製造することができる。まず、ビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレートおよび/またはその低重合体の存在するエステル化槽に、テレフタル酸とエチレングリコールとのスラリーを連続的に供給し、250℃程度の温度で8時間程度反応させ、エステル化反応率が95%付近のエステル化物を連続的に得る。これを重合缶に移送し、必要量のイソフタル酸を添加する。そして、三酸化アンチモン、二酸化ゲルマニウム等の触媒の存在下、1.3hPa以下の減圧下で280℃程度の温度で重縮合反応を行う。
このようにして得られるポリエステルは、オリゴマーやアセトアルデヒドを比較的多量に含有しているので、これらの量を減少させるため、減圧もしくは不活性ガス流通下、200〜240℃の温度(ポリエステルの融点を超えない温度)で固相重合し、さらに必要に応じて水蒸気または熱水で処理した後、製膜工程に供することが好ましい。
[オレフィン系ポリマー]
本発明において、ポリエステル樹脂(A)層および/または(C)層は、高次の製缶工程である絞り成形やしごき成形等に必要な滑り性を付与する観点から、数平均分子量が1000〜8000のオレフィン系ポリマーを0.01〜1.0質量%含有することが好ましく、0.05〜0.2質量%含有することがより好ましい。
数平均分子量が1000〜8000である低分子量のオレフィン系ポリマーを、非相溶のポリエステル樹脂中に含有させることにより、延伸フィルムの表面を荒らして滑り性を向上させることができる上、フィルムの融点以上の温度で熱処理して結晶を融解させるアモルファス化処理を行った後においても、フィルム表面を荒れた状態に保持することができる。
オレフィン系ポリマーの含有量が0.01質量%未満では、滑り性改良の効果が認められないことがある。一方、オレフィン系ポリマーの含有量が1.0質量%を超えると、フィルム表面の滑り性については過剰品質となるばかりでなく、非相溶の樹脂が多くなることから、フィルムが脆くなる場合や、得られる金属缶が衝撃性に劣る場合がある。
オレフィン系ポリマーは、数平均分子量が1000未満であると、分子量が低すぎてフィルム加工時またはフィルムをアモルファスにする際にフィルムの表面に析出してしまい、缶の加工工程で治具を汚したり、逆にフィルム自体に傷をつける場合がある。一方、オレフィン系ポリマーは、分子量が8000を超えると、フィルムをアモルファスにした後のフィルム表面を荒らす効果が十分ではなく、缶加工時の滑り性が劣る場合がある。
前述したように、ポリエステル樹脂層を構成するポリエステル樹脂は、ポリエチレンテレフタレートと共重合ポリエステル樹脂との混合物であることが好ましい。しかしながら、混合物が比較的結晶性の低い共重合ポリエステル樹脂を含有すると、フィルムの表面は、滑り性が不十分となることがあるので、フィルムの外層は、数平均分子量が1000〜8000のオレフィン系ポリマーを含有することが好ましい。なお、白色顔料として用いる酸化チタンは、比較的吸油量が高く、表面積が大きいため表面自由エネルギーが高く、オレフィン系ポリマーと相互作用が生じることがあるので、オレフィン系ポリマーによる滑り性の発現が不十分となりやすい。よって、フィルムの外層がオレフィン系ポリマーを含有する場合、その外層は、酸化チタンを含有しないことが好ましい。
[ヘーズ]
ポリエステル樹脂(A)層と(C)層は、いずれも、単層でのヘーズが50%以下であることが必要であり、40%以下であることが好ましい。単層でのヘーズが50%以下であり、(B)層と屈折率の異なる(A)層および(C)層が(B)層に積層されることにより、積層フィルムは、(B)層単層の場合と比較してb値が低下し、青みが増すので好ましい。一方、(A)層および(C)層のヘーズが50%を超えると、積層フィルムは、(A)層および(C)層の色調の影響、屈折率の違いによる影響が大きくなり、b値が高くなるため好ましくない。
[b値]、[L値]
本発明の白色ポリエステルフィルムは、アルミ板にラミネートした後のL表示系のb値が−2.5以下であることが必要であり、−2.8以下であることが好ましい。
また、本発明の白色ポリエステルフィルムは、アルミ板にラミネートした後のL表示系のL値が70以上であることが好ましく、中でも80以上であることが好ましい。L値が70未満であると白度に劣るものとなる。
上記b値とL値は、市販のアルミ板(L/a/b=37.6/−1.3/−6.7)を使用して測定した値であり、金属板の種類、色調によって変化する。ラミネートは、220℃に加熱した金属ロールと、100℃に加熱したゴムロールとの間に、試料フィルムと厚みが0.3mmのアルミ板とを重ね合わせて供給し、速度20m/min、線圧4.9×10N/mで加熱接着し、冷却しておこなう。
[隠蔽度]
本発明の白色ポリエステルフィルムは、隠蔽度が0.35以上であることが好ましい。白色ポリエステルフィルムは、隠蔽度が0.35未満では、金属板とラミネート後、金属色が感じられ、印刷の下地としては不十分であることがある。
[白色ポリエステルフィルムの製造]
本発明のフィルムは、各層を構成する樹脂組成物を別々の押出機を用いて溶融し、フィードブロック法により重ね合わせてダイスより押出す方法、溶融した樹脂組成物をマルチマニホールドダイス中で重ね合わせて押出す方法、および前記方法を組み合わせた方法等を用いて未延伸シートを製造し、次にテンター式二軸延伸法あるいはインフレーション法を用いて延伸することにより得ることができる。
また、本発明のフィルムは、各層を構成する延伸フィルムを製造してから、これらを貼り合わせる方法を用いて得ることもできる。
テンター式二軸延伸法を用いる場合には、たとえば、各層を構成するポリエステル樹脂組成物を別々の溶融押出機に供給し、220〜280℃で、上記方法により重ね合わせてシート状に押出し、この押出されたシートを室温以下に温度調節した冷却ドラム上に密着させて冷却し、得られた未延伸シートを必要に応じてMDに1〜1.2倍程度の予備延伸し、その後、テンターにより50〜150℃でMDおよびTDにそれぞれ2〜4倍程度の延伸倍率となるように二軸延伸し、さらに、TDの弛緩率を数%として、80〜220℃で数秒間熱処理を施すことによって、本発明のフィルムを製造することができる。
テンターによる二軸延伸方法としては、同時二軸延伸法や逐次二軸延伸法がある。酸化チタンが高充填されている場合には、延伸時にフィルムが破断しやすくなるが、同時二軸延伸法を用いることにより、この破断の発生を著しく低減することができるので、同時二軸延伸法がより好適である。
延伸後の熱処理は、フィルムの熱収縮率を小さくするために必要な工程である。この熱処理の方法としては、熱風を吹き付ける方法、赤外線を照射する方法、マイクロ波を照射する方法等の公知の方法がある。このうち、均一に精度良く加熱できることから熱風を吹き付ける方法が最適である。
本発明の白色ポリエステルフィルムは、フィルム製造時や製缶時の工程通過性をよくするため、シリカ、アルミナ、カオリン等の無機滑剤を少量添加して製膜してフィルム表面にスリップ性を付与することが望ましい。
さらに、本発明の白色ポリエステルフィルムは、フィルム外観や印刷性を向上させるために、たとえば、フィルムにシリコーン化合物等を含有してもよく、また、金属板とのラミネート性や、強度のさらなる向上のために、フィルム製造中のインラインコーティングもしくはフィルム製造後のポストコーティングにより、接着層等の任意のコーティング層を形成してもよい。
本発明の白色ポリエステルフィルムをラミネートする金属板が鋼板の場合は、クロム酸処理、リン酸処理、電解クロム酸処理、クロメート処理等の化成処理や、ニッケル、スズ、亜鉛、アルミ、砲金、真鍮、その他の各種メッキ処理などを施した鋼板を好ましく用いることができる。
次に実施例によって本発明を具体的に説明する。
実施例および比較例におけるフィルムの特性の測定法、評価法は、次の通りである。
A.ヘーズ
積層構成の白色ポリエステルフィルムから各層を剥離し、ポリエステル樹脂(A)層と(C)層を、それぞれJIS−K7136:2000に基づき、ヘーズメーター(日本電色製工業社製 NDH4000)を用いて測定した。
B.L
白色ポリエステルフィルムと、アルミ板(光社製 HA0523、厚み0.3mm、L表色系のL表=37.6/−1.3/−6.7)とを重ね合わせて、220℃に加熱した金属ロールと、100℃に加熱したゴムロールとの間に、金属ロール側がアルミ板、ゴムロール側が白色ポリエステルフィルムとなるようにして供給し、速度20m/min、線圧4.9×10N/mで加熱接着し、冷却して、アルミ板に白色ポリエステルフィルムをラミネートした。
JIS Z8781−4:2013に基づき(旧JIS−K−7105に準じる)、分光色差計(日本電色工業社製 NF555)を用いて、光源D65、視野角2°、反射の条件で、アルミ板にラミネートした白色ポリエステルフィルムを測定した。明度をL、色相と彩度を示す色度をa、bで表わし、bは黄方向、−bは青方向を示す。
C.隠蔽度
光学濃度計(Macbeth社製TD932)により白色ポリエステルフィルムの隠蔽度を測定した。垂直透過光束を試料に照射し、試料が無い状態との比をlog(対数)で表した。
D.熱ラミネート性
200℃に加熱した金属ロールと、シリコンゴムロールとの間に、白色ポリエステルフィルムと、厚みが0.3mmのアルミ板とを重ね合わせて、金属ロール側がアルミ板、シリコンゴムロール側が白色ポリエステルフィルムとなるようにして供給し、速度20m/min、線圧4.9×10N/mで加熱接着後、冷却してラミネート金属板を得た。
得られたラミネート金属板から、幅18mmの短冊状の試験片(短辺端部のフィルムとアルミ板は接着せず、ラミネートされた部分がMDに8cm以上確保されるようにする)をTDに11枚切り出した。
次に、この試験片のフィルム面に、JIS Z−1522に規定された粘着テープを貼り付け、島津製作所社製オートグラフで、10mm/minの速度で180度剥離試験を行い、次の基準にしたがって熱ラミネート性を4段階で評価した。
◎:接着不良はみられない。
○:フィルム端部に一部接着不良が見られるが、ほぼ接着している。
△:フィルム全面積中の一部が金属板に接着せず、剥離が生じている。
×:フィルム全面積中の半分以上が金属板に接着せず、剥離が生じている。
E.極限粘度(IV)
フェノール/四塩化エタンの等質量混合溶媒を用いて、温度20℃、濃度0.5g/dlで測定した溶液粘度から求めた。
F.熱処理後粘度保持率(%)
白色ポリエステルフィルムとアルミ板との間に離型紙をはさむ以外は、上記「D.熱ラミネート性」に記載された方法でラミネート金属板を得た。
得られたラミネート金属板を用いて、280℃×40s、280℃×50sの条件でそれぞれ熱処理を行なった。熱処理後のラミネート金属板から白色ポリエステルフィルムを剥離し、上記と同様に極限粘度を測定し、熱処理前の極限粘度に対する割合(保持率、%)を算出した。
G.鉛筆硬度試験
上記「D.熱ラミネート性」に記載された方法で得られたラミネート金属板を、温度25℃、相対湿度60%の条件で2時間調湿した後、JIS−S−6006が規定する試験用鉛筆(硬度HB〜3H)を用いて、JISK5600−5−4(1999)が規定する鉛筆硬度評価方法に従い、4.9Nの荷重にて、フィルム表面の鉛筆硬度を測定した。
また、ラミネート金属板を290℃×60sの条件で熱処理を行った後、上記と同様にしてフィルム表面の鉛筆硬度を測定した。
H.動摩擦係数
上記「D.熱ラミネート性」に記載された方法で得られたラミネート金属板を用い、23℃雰囲気中にて重量500gのクロム鋼球3点荷重式滑走子を速度133mm/minで滑らせた際の動摩擦係数(μ)を測定した。
原料として下記のものを使用した。
・PET:ポリエチレンテレフタレート〔日本エステル社製、NEH−2050、極限粘度(IV)0.78dl/g〕
・IPA1:イソフタル酸を4mol%共重合したPET〔日本エステル社製、SA−1325P、極限粘度(IV)0.78dl/g〕
・IPA2:イソフタル酸を8mol%共重合したPET〔日本エステル社製、SA−1346P、極限粘度(IV)1.07dl/g〕
・IPA3:イソフタル酸を20mol%共重合したPET〔極限粘度(IV)0.78dl/g〕
・PBT:ポリブチレンテレフタレート〔三菱エンジニアリングプラスチックス社製、ノバデュラン5010CS、極限粘度(IV)1.1dl/g〕
・酸化チタン1:平均粒径0.2μm
・酸化チタン2:平均粒径0.3μm
・酸化チタン3:平均粒径0.35μm
・酸化チタン4:平均粒径0.1μm
・酸化防止剤:BASF社製、イルガノックス1010
・オレフィン系ポリマー1:ポリプロピレン(三洋化成社製ビスコール、660−P、数平均分子量4000)
・オレフィン系ポリマー2:ポリエチレン(クラリアントジャパン製、リコワックス190、数平均分子量5500)
実施例1
(A)層と(C)層を構成するポリエステル樹脂として、PETとIPA1とを質量比(PET/IPA1)25/75で混合したものを用い、この混合樹脂中にオレフィン系ポリマー1を0.1質量%となるように添加し、温度280℃で溶融した。
(B)層を構成するポリエステル樹脂として、PETとIPA1を質量比(PET/IPA1)25/75で混合したものを用い、この混合樹脂中に、平均粒径0.2μmの酸化チタン1を20質量%となるように、また酸化防止剤を、積層フィルム中に1300ppmとなるように添加し、温度280℃で溶融した。
(A)層/(B)層/(C)層の順に積層されるように各樹脂組成物を配し、Tダイからシート状に押出し、表面温度18℃の冷却ドラムに密着させて冷却し、厚さ200μmの未延伸シートを得た。
得られた未延伸シートをテンター式同時二軸延伸機に供給し、温度90℃、延伸倍率をMD3.0、TD3.3として同時二軸延伸した後、TDの弛緩率を5%として、温度155℃で4秒間の熱処理を施した後、冷却して巻き取り、厚さ20μmの白色ポリエステルフィルム〔(A)層/(B)層/(C)層の厚みが、3/13/4(μm)〕を得た。
実施例2、5〜8、比較例1〜8
白色ポリエステルフィルムの層構成、各層のポリエステル樹脂を構成するポリエチレンテレフタレート以外の樹脂の種類、酸化チタンの平均粒径と各層の濃度、酸化防止剤の含有量、オレフィン系ポリマーの種類と含有量を表1に記載のように変更した以外は、実施例1と同様にして、白色ポリエステルフィルムを得た。
実施例3〜4
実施例3では、(A)層と(C)層と(B)層を構成するポリエステル樹脂として、PETとIPA1とを質量比(PET/IPA1)50/50で混合したものを用い、実施例4では、(A)層と(C)層と(B)層を構成するポリエステル樹脂として、PETとIPA2とを質量比(PET/IPA2)37.5/62.5で混合したものを用い、白色ポリエステルフィルムの層構成、酸化防止剤の含有量を表1に記載のように変更した以外は、実施例1と同様にして、白色ポリエステルフィルムを得た。
得られた白色ポリエステルフィルムの特性値等を表1に示す。
Figure 2019119048
実施例1〜8で得られたフィルムは、白度、色相、隠蔽性に優れ、金属板にラミネート後に熱処理しても高い極限粘度を保持しており、金属板成形加工に必要な強度を維持できている。
これに対し、比較例では、下記の通り上記のすべての性能を満足するものは得られなかった。比較例1のフィルムは、酸化チタンの平均粒径が0.3μmより大きいため、b値が−2.5を超え、また隠蔽度が低いものであった。比較例2のフィルムは、酸化チタンの平均粒径が0.15μm未満であるため、b値が−2.5を超え、また白度(L値)、隠蔽度が低いものであった。
比較例3のフィルムは、(B)層の厚み(L、μm)と(B)層における酸化チタン濃度(c、質量%)から算出される値(L×c/100)が2未満であるため、b値が−2.5を超え、また白度、隠蔽度が低いものであった。比較例4のフィルムは、上記値が5を超えるため、酸化チタンの分散性が低下し、b値が−2.5を超え、熱処理後に、粘度や鉛筆硬度が低下した。
比較例5のフィルムは、酸化防止剤の濃度が300ppm未満であるため、酸化チタンにより樹脂の粘度が低下し、熱処理後に粘度保持率や鉛筆硬度が低下した。比較例6のフィルムにおいては、酸化防止剤は、濃度が3000ppmを超えるため、フィルムの表面に一部析出し、金属板との密着不良や、滑り性の低下がみられた。
比較例7のフィルムは、(A)と(C)層中に酸化チタンを含有するため、ヘーズが高く、また、金属板との熱ラミネート性が低いものであった。
比較例8のフィルムは、単層構成であり、金属板との接着面に酸化チタンを含むため、金属板との熱ラミネート性が低いものであった。

Claims (5)

  1. ポリエステル樹脂層が3層積層されてなる積層フィルムであって、ポリエステル樹脂層は、(A)層/(B)層/(C)層の順に積層され、下記条件(1)〜(5)の全てを満足することを特徴とする白色ポリエステルフィルム。
    条件(1):(A)層と(C)層は、いずれもヘーズが50%以下である。
    条件(2):(B)層中に平均粒径0.15〜0.3μmの酸化チタンを含有する。
    条件(3):(B)層の厚み(L、μm)と(B)層における酸化チタン濃度(c、質量%)から算出される値(L×c/100)が2〜5である。
    条件(4):アルミ板にラミネートされた後のL表色系のb値が−2.5以下である。(ラミネート条件:220℃に加熱した金属ロールと、100℃に加熱したゴムロールとの間に、白色ポリエステルフィルムと厚みが0.3mmのアルミ板(L表色系のL表=37.6/−1.3/−6.7)とを重ね合わせて供給し、速度20m/min、線圧4.9×10N/mで加熱接着し、冷却する。)
    条件(5):積層フィルム中に酸化防止剤を300〜3000ppm含有する。
  2. ポリエステル樹脂(A)層および/または(C)層中に、数平均分子量が1000〜8000のオレフィン系ポリマーを0.01〜1.0質量%含有することを特徴とする請求項1記載の白色ポリエステルフィルム。
  3. 隠蔽度が0.35以上であることを特徴とする請求項1または2記載の白色ポリエステルフィルム。
  4. ポリエステル樹脂(A)層、(B)層および(C)層を構成するポリエステル樹脂が、ポリエチレンテレフタレートと共重合ポリエステル樹脂との混合物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の白色ポリエステルフィルム。
  5. 共重合ポリエステル樹脂が、イソフタル酸を共重合成分として2〜15モル%含有するポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項4記載の白色ポリエステルフィルム。

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