JP2825672B2 - 金属板貼合せ成形加工用ポリエステルフイルム - Google Patents

金属板貼合せ成形加工用ポリエステルフイルム

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JP2825672B2 JP4238691A JP4238691A JP2825672B2 JP 2825672 B2 JP2825672 B2 JP 2825672B2 JP 4238691 A JP4238691 A JP 4238691A JP 4238691 A JP4238691 A JP 4238691A JP 2825672 B2 JP2825672 B2 JP 2825672B2
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欣治 長谷川
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は金属板貼合せ成形加工用
ポリエステルフイルムに関し、更に詳しくは金属板と貼
合せて絞り加工等の製缶加工をする際優れた成形加工性
を示し、かつ耐熱性、耐レトルト性、保香性等に優れた
金属缶例えば飲料缶、食品缶等を製造し得る金属板貼合
せ成形加工用ポリエステルフイルムに関する。
【0002】
【従来の技術】金属缶には内外面の腐蝕防止として一般
に塗装が施されているが、最近、工程簡素化、衛生性向
上、公害防止等の目的で、有機溶剤を使用せずに防錆性
を得る方法の開発が進められ、その一つとして熱可塑性
樹脂フイルムによる被覆が試みられている。すなわち、
ブリキ、ティンフリースチール、アルミニウム等の金属
板に熱可塑性樹脂フイルムをラミネートした後、絞り加
工等により製缶する方法の検討が進められている。この
熱可塑性樹脂フイルムとしてポリオレフィンフイルムや
ポリアミドフイルムが試みられたが、成形加工性、耐熱
性、保香性の全てを満足するものでない。
【0003】一方、ポリエステルフイルム特にポリエチ
レンテレフタレートフイルムがバランスのとれた特性を
有するとして注目され、これをベースとしたいくつかの
提案がなされている。すなわち、 (A)二軸配向ポリエチレンテレフタレートフイルムを
低融点ポリエステルの接着層を介して金属板にラミネー
トし、製缶材料として用いる(特開昭56−10451
号、特開平1−192546号)。 (B)非晶性もしくは極めて低結晶性の芳香族ポリエス
テルフイルムを金属板にラミネートし、製缶材料として
用いる(特開平1−192545号、特開平2−573
39号)。 (C)低配向で、熱固定された二軸配向ポリエチレンテ
レフタレートフイルムを金属板にラミネートし、製缶材
料として用いる(特開昭64−22530号)。
【0004】しかし、本発明者らの検討では、いずれも
充分な特性が得られず、それぞれ次の問題のあることが
明らかとなった。
【0005】(A)については、二軸配向ポリエチレン
テレフタレートフイルムは耐熱性、保香性に優れるが、
成形加工性が不充分であり、大きな変形を伴う製缶加工
ではフイルムの白化(微小クラックの発生)、破断が発
生する。
【0006】(B)については、非晶性もしくは極めて
低結晶性の芳香族ポリエステルフイルムであるめ成形加
工性は良好であるが、保香性が劣り、また製缶後の印
刷、レトルト殺菌処理等の後処理、更には長期の保存に
より脆化しやすく、缶外部からの衝撃により割れ易いフ
イルムに変質する恐れがある。
【0007】(C)については、上記(A)と(B)の
中間領域で効果を発揮せんとするもであるが、未だ製缶
加工に適用可能な低配向には達しておらず、また変形度
の小さい領域で加工し得たとしても、その後の印刷、缶
内容物を滅菌する他のレトルト処理により、脆化しやす
くなり、缶外部からの衝撃により割れやすいフイルムに
変質する恐れがある事は前記(B)と同様である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、これら
の問題のない製缶加工用ポリエステルフイルムを開発す
べく鋭意研究した結果、本発明に到達した。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、平
均粒径2.5μm以下の滑剤を含有しかつポリマーの融
点が210〜245℃の共重合ポリエステルからなり、
フイルムの厚さ方向の屈折率が1.505〜1.550
であり、フイルムのポリマー部分の固有粘度が0.52
〜0.80であることを特徴とする金属板貼合せ成形加
工用ポリエステルフイルムである。
【0010】本発明における共重合ポリエステルとして
共重合ポリエチレンテレフタレートが代表例として挙げ
られる。この共重合成分は酸成分でもアルコール成分で
も良い。該酸成分としてはイソフタル酸、フタル酸、ナ
フタレンジカルボン酸等の如き芳香族二塩基酸、アジピ
ン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸
等の如き脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボ
ン酸の如き脂環族ジカルボン酸等が例示でき、またアル
コール成分としてはブタンジオール、ヘキサンジオール
等の如き脂肪族ジオール、シクロヘキサンジメタノール
の如き脂環族ジオール等が例示できる。これらは単独ま
たは二種以上を使用することができる。
【0011】共重合成分の割合は、その種類にもよるが
結果としてポリマー融点が210〜245℃、好ましく
は215〜235℃の範囲になる割合である。ポリマー
融点が210℃未満では耐熱性が劣る為、製缶後の印刷
における加熱に耐えられない。一方、ポリマー融点が2
45℃を越えると、ポリマーの結晶性が大きすぎて成形
加工性が損われる。
【0012】ここで、共重合ポリエステルの融点測定
は、Du Pont Instruments 910 DSC を用い、昇温速度2
0℃/分で融解ピークを求める方法による。なおサンプ
ル量は約20mgとした。
【0013】本発明における共重合ポリエステルは、平
均粒径2.5μm以下の滑剤を含有する。この滑剤は無
機、有機系の如何を問わないが、無機系が好ましい。無
機系滑剤としては、シリカ、アルミナ、二酸化チタン、
炭酸カルシウム、硫酸バリウム等が例示でき、有機系滑
剤としてはシリコーン粒子等が例示できる。いずれも平
均粒径が2.5μm以下であることを要する。滑剤の平
均粒径が2.5μmを越える場合は、深絞り製缶等の加
工により変形した部分の、粗大滑剤粒子(例えば10μ
m以上の粒子)が起点となり、ピンホールを生じたり、
場合によっては破断するので、好ましくない。
【0014】特に耐ピンホール性の点で好ましい滑剤
は、平均粒径2.5μm以下であると共に、粒径比(長
径/短径)が1.0〜1.2である単分散の滑剤であ
る。このような滑剤としては、真球状シリカ、真球状シ
リコーン粒子等が例示できる。
【0015】ここで、球状単分散の滑剤の平均粒径及び
粒径比は、先ず粒子表面に金属を蒸着してのち電子顕微
鏡にて例えば1万〜3万倍に拡大した像から、長径、短
径及び面積円相当径を求め、次いでこれらを次式にあて
はめることによって、算出される。
【0016】平均粒径=測定粒子の面積円相当径の総和
/測定粒子の数 粒径比=粒子の平均長径/該粒子の平均短径 また、球状滑剤粒子は粒径分布がシャープであることが
好ましく、分布の急峻度を表わす相対標準偏差が0.5
以下、更には0.3以下であることが好ましい。
【0017】この相対標準偏差は次式(数1)で表わさ
れる。
【0018】
【数1】
【0019】共重合ポリエステル中の滑剤の量は、フイ
ルム製造工程における巻取性によって決めるとよい。一
般に粒径の大なるものは少量、小なるものは多量添加す
るのが好ましい。例えば、平均粒径2.0μmのシリカ
の場合は0.05重量%、平均粒径0.3μmの二酸化
チタンでは0.3重量%程度添加するのが好ましい。ま
た意図的に滑剤の顔料を調整することにより、フイルム
を不透明化することもできる。例えば二酸化チタンを1
0〜15重量%添加することにより、白色のフイルムと
することができる。
【0020】本発明における共重合ポリエステルは、そ
の製法によって限定されることはない。例えば、テレフ
タル酸、エチレングリコール及び共重合成分をエステル
化反応させ、次いで得られる反応生成物を重縮合反応さ
せて共重合ポリエステルとする方法、或はジメチルテレ
フタレート、エチレグリコール及び共重合成分をエステ
ル交換反応させ、次いで得られる反応生成物を重縮合反
応させて共重合ポリエステルとする方法、が好ましく用
いられる。共重合ポリエステルの製造においては、必要
に応じ、他の添加剤例えば酸化防止剤、熱安定剤、紫外
線吸収剤、帯電防止剤等も添加することができる。
【0021】本発明のポリエステルフイルムは、上記し
た滑剤含有共重合ポリエステルを溶融し、ダイより吐出
してフイルム状に成形し、二軸延伸、熱固定したもので
ある。そして、このフイルムを下記要件(1) および(2)
を具備する必要がある。
【0022】(1)フイルムの厚さ方向の屈折率は1.5
05以上1.550以下、好ましくは1.510を越え
1.540以下である。この屈折率が1.505未満で
は、成形加工性が不充分となり、一方1.550を越え
た場合(即ち、過度に低配向の場合)には、非晶に近い
構造となるため、耐熱性が不充分となる。
【0023】なお、フイルム厚み方向の屈折率は以下の
ようにして測定する。アッベの屈折計の接眼側に偏光板
アナライザーを取り付け、単色光NaD線で、それぞれ
の屈折率を測定する。マウント液はヨウ化メチレンを用
い測定温度は25℃である。
【0024】(2)フイルムのポリマー部分の固有粘度が
0.52以上0.80以下、好ましくは0.54以上
0.70以下、特に好ましくは0.57以上0.65以
下である。固有粘度が0.52未満では、例え他の物性
が好適であって、金属板への貼合せ、深絞りによる製缶
加工が良好に行われたとしても缶内容物充填後、滅菌の
為レトルト処理を施す事により、あるいはその後の長期
保存により、フイルムが脆化しやすくなり、缶外部から
の衝撃によって割れやすいものとなる。一方、固有粘度
が0.80を越えるものは過剰品質であり、また原料ポ
リマーの生産性も落ちるので経済的でない。
【0025】ここで、固有粘度はオルソクロロフェノー
ルを溶媒として用い、25℃で測定した値である。
【0026】本発明のポリエステルフイルムは、好まし
くは厚みが6〜75μmである。さらに10〜75μ
m、特に15〜50μmであることが好ましい。厚みが
6μm未満では加工時に破れ等が生じやすくなり、一方
75μmを越えるものは過剰品質であって不経済であ
る。
【0027】本発明のポリエステルフイルムが貼合せら
れる製缶用金属板としては、ブリキ、ティンフリースチ
ール、アルミニウム等の板が適切である。金属板へのポ
リエステルフイルムの貼合せは、例えば下記、の方
法で行うことができる。
【0028】 金属板をフイルム融点以上に加熱して
おいてフイルムを貼合せた後急冷し、金属板に接するフ
イルムの表層部(薄層部)を非晶化して密着させる。
【0029】 フイルムに予め接着剤層をプライマー
コートしておき、この面と金属板を貼合せる。接着剤層
としては公知の樹脂接着剤例えばエポキシ系接着剤、エ
ポキシ−エステル系接着剤、アルキッド系接着剤等を用
いることができる。
【0030】
【実施例】以下実施例を掲げて本発明を更に説明する。
なお、実施例および比較例の共重合ポリエチレンテレフ
タレートおよびフイルムの固有粘度は、オルソクロロフ
ェノールを溶媒として用い、25℃で測定した値であ
る。
【0031】
【実施例1〜4および比較例1〜2】平均粒径1.5μ
mの球状単分散シリカ(粒径比1.07、相対標準偏差
0.1)を0.1重量%添加含有し、表1に示す成分を
共重合した共重合ポリエチレンテレフタレート(固有粘
度0.67)を同表に示す温度で溶融押出し、急冷固化
して未延伸フイルムを得た。
【0032】次いで、この未延伸フイルムを同表に示す
条件で縦延伸し、横延伸し、続いて熱固定処理して厚さ
25μmの二軸配向フイルムを得た。
【0033】このフイルムの特性を表5に示す。
【0034】
【表1】
【0035】
【実施例5および比較例3】表2に示す滑剤を添加含有
する、イソフタル酸12モル%共重合ポリエチレンテレ
フタレート(固有粘度0.67)を280℃で溶融押出
し、急冷固化して未延伸フイルムとし、次いで該未延伸
フイルムを縦延伸温度115℃、縦延伸倍率3.0倍、
横延伸温度130℃、横延伸倍率3.0倍で逐次二軸延
伸し、次いで190℃で熱固定した。
【0036】得られた二軸配向フイルムの特性を表5に
示す。
【0037】
【表2】
【0038】
【比較例4,5】平均粒径1.5μmの球状単分散シリ
カ(粒径比1.07、相対標準偏差0.1)を0.1重
量%添加含有するイソフタル酸12モル%共重合ポリエ
チレンテレフタレート(固有粘度0.67)を280℃
で溶融押出し、急冷固化して未延伸フイルムを得た。
【0039】次いで、この未延伸フイルムを表3に示す
条件で縦延伸し、横延伸し、続いて熱固定処理して二軸
配向フイルムを得た。このフイルムの特性を表5に示
す。
【0040】
【表3】
【0041】
【比較例6〜9】平均粒径1.5μmの球状単分散シリ
カ(粒径比1.07、相対標準偏差0.1)を0.1重
量%添加含有し、表4に示す成分を共重合した共重合ポ
リエチレンテレフタレート(固有粘度0.67)を同表
に示す温度で溶融押出し、急冷固化して未延伸フイルム
を得た。
【0042】次いで、この未延伸フイルムを同表に示す
条件で縦延伸し、横延伸し、続いて熱固定処理して厚さ
25μmの二軸配向フイルムを得た。
【0043】このフイルムの特性を表5に示す。
【0044】
【表4】
【0045】上記実施例1〜5、比較例1〜9で得られ
た計14種のフイルムを、260℃に加熱した板厚0.
25mmのティンフリースチールの両面に貼合せ、水冷し
た後150mm径の円板状に切取り、絞りダイスとポンチ
を用いて3段階で深絞り加工し、55mm径の側面無継目
容器(以下、缶と略す)を作成した。
【0046】この缶について以下の観察および試験を行
い、各々下記の基準で評価した。
【0047】(1) 深絞り加工性−1 ○:内外面ともフイルムに異常なく加工され、缶内外面
のフイルムに白化や破断が認められない。 △:缶内外面のフイルムの缶上部に白化が認められる。 ×:缶内外面のフイルムの一部にフイルム破断が認めら
れる。
【0048】(2) 深絞り加工性−2 ○:内外面とも異常なく加工され、缶内フイルム面の防
錆性試験(1%NaCl水を缶内に入れ、電極を挿入
し、缶体を陽極にして6Vの電圧をかけた時の電流値を
測定する。以下ERV試験と略す)において0.2mA以
下を示す。 ×:内外面ともフイルムに異常はないが、ERV試験で
は電流値が0.2mA以上であり、通電個所を拡大観察す
るとフイルムに粗大滑剤を起点としたピンホール状の割
れが認められる。
【0049】(3) 耐衝撃割れ性 深絞り成形が良好な缶について、水を満注し、各テスト
につき10個ずつを高さ1mから塩ビタイル床面に落し
た後、缶内のERV試験を行った。 ○:全10個について0.2mA以下であった。 △:1〜5個について0.2mA以上であった。 ×:6個以上について0.2mA以上であった、あるいは
落下後既にフイルムのひび割れが認められた。
【0050】(4) 耐熱脆化性 深絞り成形が良好であった缶を210℃×5分間、加熱
保持した後、(3) に記した耐衝撃割れ性評価を行った。 ○:全10個について0.2mA以下であった。 △:1〜5個について0.2mA以上であった。 ×:6個以上について0.2mA以上であった、あるいは
210℃×5分間加熱後、既にフイルムのひび割れが認
められた。
【0051】(5) 耐レトルト性 深絞り成形が良好な缶について、水を満注し、蒸気滅菌
器で、130℃、1時間レトルト処理を行い、しかる
後、50℃で30日間保存した。得られた缶を各テスト
につき10個ずつを高さ1mから塩ビタイル床面に落し
た後、缶内のERV試験を行った。 ○:全10個について0.2mA以下であった。 △:1〜5個について0.2mA以上であった。 ×:6個以上について0.2mA以上であった、あるいは
落下後既にフイルムのひび割れが認められた。
【0052】
【表5】
【0053】表5の結果から実施例のフイルムが深絞り
加工性、耐衝撃割れ性、耐熱性、耐レトルト性全てに耐
して優れていることがわかる。
【0054】
【発明の効果】本発明の金属板貼合せ成形加工用ポリエ
ステルフイルムは、金属板と貼合せた後製缶加工例えば
深絞り加工して金属缶を成形するにあたり深絞り加工
性、製缶後の耐衝撃性、耐熱性及び耐レトルト性に優れ
たものであり、金属容器用として極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B29L 7:00 C08L 67:02 (72)発明者 村上 洋二 神奈川県相模原市小山3丁目37番19号 帝人株式会社 相模原研究センター内 (56)参考文献 特開 平4−105922(JP,A) 特開 昭64−22530(JP,A) 特開 平4−117427(JP,A) 特開 平3−87249(JP,A) 特開 平3−101930(JP,A) 特開 平2−305827(JP,A) 特開 平3−93525(JP,A) 特公 昭56−10451(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 55/02 - 55/16 B32B 15/08 104 C08G 63/183 C08J 5/18 CFD

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平均粒径2.5μm以下の滑剤を含有しか
    つポリマーの融点が210〜245℃の共重合ポリエス
    テルからなり、フイルムの厚さ方向の屈折率が1.50
    5〜1.550であり、フイルムのポリマー部分の固有
    粘度が0.52〜0.80であることを特徴とする金属
    板貼合せ成形加工用ポリエステルフイルム。
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JP2941628B2 (ja) * 1992-12-25 1999-08-25 東洋製罐株式会社 シームレス缶
CN1127543C (zh) * 1998-12-14 2003-11-12 新光合成纤维股份有限公司 阻光性聚酯组合物,阻光性聚酯纤维和由其制得的布种及物品
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