JP2918775B2 - ポリエステル樹脂ラミネート金属板 - Google Patents
ポリエステル樹脂ラミネート金属板Info
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Description
性の優れた容器用ポリエステル樹脂ラミネート金属板に
関する。
解クロム処理鋼板(TFS)、アルミニウム等の金属板
に1回あるいは複数回にわたり塗装を行っていた。この
ように複数回の塗装を施すことは、焼付工程が煩雑であ
るばかりでなく、多大な焼付時間を必要としていた。ま
た、塗装時に多量の溶剤を排出するため環境・衛生上の
問題を有していた。
脂フィルムを金属板に積層しようとする試みがなされて
きた。近年特に耐食性、安全性、印刷工程での耐熱性の
面から、ポリエステルフィルムが最も注目を集めてい
る。一例としてはポリエチレンテレフタレートフィルム
を接着剤を用いることなく金属板にラミネートしたもの
(特公昭60−47103号公報、特公平2−5809
4号公報)、あるいは接着剤を用いてポリエステルフィ
ルムを金属板にラミネートしたもの(特開昭61−14
9341号公報、特開平1−249331号公報、特公
昭63−13829号公報、特開平3−87249号公
報)等が開示されている。
47103号、特公平2−68094号公報に開示され
ているポリエステルフィルムを接着剤無しで金属板にラ
ミネートしたものは、金属板との密着性、耐食性等の物
性の面で不十分である。また、特開昭61−14934
1号公報、特開平1−249331号公報、特公昭63
−13829号公報、特公平3−76830号公報、特
開平3−87249号公報に開示されている接着剤を用
いて金属板をラミネートしたものは、密着性、耐食性等
の物性で不十分であるだけでなく、ラミネート鋼板製造
工程において溶剤等の揮発性物質の飛散による安全・衛
生面での問題があり、缶または容器として使用した場
合、未硬化のモノマー、オリゴマー成分が内容物に溶出
する危険性を含んでいる。
に外層として2軸配向ポリエチレンテレフタレート樹脂
(PET−BO)フィルム、内層として共重合ポリエス
テルフィルムを積層した鋼板が、特開昭62−2867
34号公報、特開平1−192546号公報、特公平2
−501638号公報、特公平2−501640号公報
等に開示されているが、内層と金属板の接着強度は充分
であるが、外層と内層との層間の接着強度が不十分で、
加工時あるいは加工後の缶に層間剥離が生じるという問
題点がある。層間剥離が生じた場合、結晶化度が低く、
バリア性に劣る内層が直接内容物と接触するため、金属
板が腐食しやすくなり、内容物のフレーバーの低下や安
全・衛生面で問題が生じる。また、缶蓋との密着性等も
不十分であり、容器・缶として満足な物性を備えていな
い。
点を解決するために鋭意検討を進めた結果、以下の発明
をなすに到った。すなわち本発明は、金属板の少なくと
も片面に、下記の共重合ポリエステルフィルム(A)を
外層とし、下記の共重合ポリエステルフィルム(B)層
を金属板と接する内層とする2層構造を有する共押出ポ
リエステルフィルムをラミネートして得られるポリエス
テル樹脂ラミネート金属板であり、また、外層の共重合
ポリエステルフィルム(A)層の厚み(tA)が8〜4
0μm 、内層の共重合ポリエステルフィルム(B)層の
厚み(tB)が1〜15μm で、tA>tBであること
を特徴とするポリエステル樹脂ラミネート金属板であ
り、または上記の外層の共重合ポリエステルフィルム
(A)が、アナターゼ型の二酸化チタン粉末を5〜30
wt% 含有することを特徴とするとするポリエステル樹脂
ラミネート金属板であり、上記のポリエステル樹脂ラミ
ネート金属板からなる缶または容器である。
ポリエステルフィルム(A)層が、テレフタル酸(TP
A)、イソフタル酸(IPA)と1種あるいは2種以上
の飽和多価アルコール成分からなる共重合ポリエステル
フィルム(A1)であって、 IPA/TPA=0.08〜0.20(モル比) あるいは、エチレングリコール(EG)、ジエチレング
リコール(DEG)と1種または2種以上の飽和多価カ
ルボン酸成分からなる共重合ポリエステルフィルム(A
2)であって、 DEG/EG=0.08〜0.20(モル比) あるいは、エチレングリコール(EG)、1,4−シク
ロヘキサンジメタノール(CHDM)と1種または2種
以上の飽和多価カルボン酸成分からなる共重合ポリエス
テルフィルム(A3)であって、 1,4−CHDM/EG=0.08〜0.20(モル
比) であり、内層の共重合ポリエステルフィルム(B)層
が、テレフタル酸(TPA)、イソフタル酸(IPA)
と1種または2種以上の飽和多価アルコール成分からな
る共重合ポリエステルフィルム(B1)であって、 IPA/TPA=0.21〜0.33(モル比) あるいは、エチレングリコール(EG)、ジエチレング
リコール(DEG)と1種または2種以上の飽和多価カ
ルボン酸成分からなる共重合ポリエステルフィルム(B
2)であって、 DEG/EG=0.21〜0.33(モル比) あるいは、エチレングリコール(EG)、1,4−シク
ロヘキサンジメタノール(CHDM)と1種または2種
以上の飽和多価カルボン酸成分からなる共重合ポリエス
テルフィルム(B3)であって、 1,4−CHDM/EG=0.21〜0.33(モル
比) である。また、外層の共重合ポリエステルフィルム
(A)層の厚み(tA)が8〜40μm 、内層の共重合
ポリエステルフィルム(B)層の厚み(tB)が1〜1
5μmで、tA>tBであることを特徴とするポリエス
テル樹脂ラミネート金属板であり、または上記の外層の
共重合ポリエステルフィルム(A)が、アナターゼ型の
二酸化チタン粉末を5〜30wt% 含有することを特徴と
するポリエステル樹脂ラミネート金属板であり、上記の
ポリエステル樹脂ラミネート金属板からなる缶または容
器である。
に使用される外層のポリエステル樹脂層について説明す
る。本発明に使用される外層のポリエステルフィルム
(A)は、 1)テレフタル酸(TPA)、イソフタル酸(IPA)
と1種または2種以上の飽和多価アルコール成分からな
る共重合ポリエステルフィルム(A1)であって、 IPA/TPA=0.08〜0.20(モル比) あるいは、 2)エチレングリコール(EG)、ジエチレングリコー
ル(DEG)と1種または2種以上の飽和多価カルボン
酸成分からなる共重合ポリエステルフィルム(A2)で
あって、 DEG/EG=0.08〜0.20(モル比) あるいは、 3)エチレングリコール(EG)、1,4−シクロヘキ
サンジメタノール(CHDM)と1種または2種以上の
飽和多価カルボン酸成分からなる共重合ポリエステルフ
ィルム(A3)であって、 1,4−CHDM/EG=0.08〜0.20(モル
比) であることを特徴とする。
1)を構成する飽和多価アルコール成分としては、エチ
レングリコール、1,2−プロピレングリコール、ジエ
チレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−
ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、プロピ
レングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリ
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−シ
クロヘキサンジメタノール、トリメチロールプロパン、
ペンタエリスリトール等の1種あるいは2種以上が用い
られる。
の耐熱性、加工性等の物性からエチレングリコール(E
G)が好ましい。本発明の共重合ポリエステルフィルム
(A2、A3)を構成する飽和多価カルボン酸成分とし
ては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、コハク
酸、アゼライン酸、アジビン酸、セバシン酸、ドデカン
ジオン酸、ジフェニルカルボン酸、2,6−ナフタレン
ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、
無水トリメリット酸などの1種または2種以上が用いら
れる。
1)は、 IPA/TPA=0.08〜0.20(モル比) 共重合ポリエステルフィルム(A2)は、 DEG/EG=0.08〜0.20(モル比) 共重合ポリエステルフィルム(A3)は、 1,4−CHDM/EG=0.08〜0.20(モル
比) である時に、内層との相乗効果で優れた接着性を示し、
加工時に層間剥離が発生せず、優れた加工性、耐食性、
缶蓋との密着性が発現する。
A、あるいはDEG/EG、あるいは1,4−CHDM
/EGが0.08未満の場合、内層の共重合ポリエステ
ルフィルム(B)との接着強度が不十分で製缶加工時に
層間剥離や浮き、割れ、孔あきが発生し、金属板との接
着性は高いがバリア性に劣る内層が内容物と直接接触
し、皮膜下腐食が発生する。また、缶蓋との接着強度も
不十分でシール部から内容物の漏れが生じるという問題
点を有する。さらに、IPA/TPA、あるいはDEG
/EG、あるいは1,4−CHDM/EGが0.20超
の場合、結晶性の低下に伴って、直接接する内容物から
のバリア性が低下し、皮膜下腐食の発生や、缶蓋との接
着強度も不十分でシール部分からの洩れの発生などの問
題点が発生する。以上のことから、 IPA/TPA、あるいはDEG/EG、あるいは1,
4−CHDM/EG=0.08〜0.20(モル比) が好ましい。
4−CHDM/EG=0.12〜0.17(モル比) が推奨される。次に本発明に使用される内層の共重合ポ
リエステルフィルム(B)層について説明する。 1)テレフタル酸(TPA)、イソフタル酸(IPA)
と1種または2種以上の飽和多価アルコール成分からな
る共重合ポリエステルフィルム(A1)であって、 IPA/TPA=0.21〜0.33(モル比) あるいは、 2)エチレングリコール(EG)、ジエチレングリコー
ル(DEG)と1種または2種以上の飽和多価カルボン
酸成分からなる共重合ポリエステルフィルム(A2)で
あって、 DEG/EG=0.21〜0.33(モル比) あるいは、 3)エチレングリコール(EG)、1,4−シクロヘキ
サンジメタノール(CHDM)と1種または2種以上の
飽和多価カルボン酸成分からなる共重合ポリエステルフ
ィルム(A3)であって、 1,4−CHDM/EG=0.21〜0.33(モル
比) であることを特徴とする。
1)を構成する飽和多価アルコール成分、および共重合
ポリエステルフィルム(B2、B3)を構成する飽和多
価カルボン酸成分は、外層の共重合ポリエステルフィル
ム(A1、A2、A3)と同じであるので省略する。本
発明の共重合ポリエステルフィルム(B1)は、 IPA/TPA=0.21〜0.33(モル比) 共重合ポリエステルフィルム(B2)は、 DEG/EG=0.21〜0.33(モル比) 共重合ポリエステルフィルム(B3)は、 1,4−CHDM/EG=0.21〜0.33(モル
比) である時に、外層の共重合ポリエステルフィルム(A)
との相乗効果で優れた接着性を示し、加工時に層間剥離
が発生せず、優れた加工性、耐食性、缶蓋との密着性が
発現する。
A、あるいはDEG/EG、あるいは1,4−CHDM
/EGが0.21未満の場合、外層の共重合ポリエステ
ルフィルム(A)および金属板との接着強度が不十分で
製缶加工時にフィルムの剥離、浮き、割れ、穴あきが発
生する。また、缶蓋との接着強度も不十分でシール部か
ら内容物の漏洩が生じるという問題点を有する。
EG、あるいは1,4−CHDM/EGが0.33超の
場合、製缶工程で印刷等の後の加熱工程中に高温(17
0〜210℃)で溶融、収縮等の問題を生じる。またバ
リア性が十分でないために、皮膜下腐食が発生する。ま
た、外層との密着性が不十分で層間剥離が発生する。ま
た缶蓋との接着性が不十分で漏洩が発生する。
4−CHDM/EG=0.21〜0.33(モル比) が好ましい。さらに優れた物性を有する範囲として、 IPA/TPA、あるいはDEG/EG、あるいは1,
4−CHDM/EG=0.23〜0.30(モル比) が推奨される。
ポリエステルフィルム(A)の厚み(tA)が8〜40
μm 、内層の共重合ポリエステルフィルム(B)層の厚
み(tB)が1〜15μm で、tA>tBであることが
好ましい。tAが8μm 未満の場合、バリア性が不十分
で、皮膜下腐食が発生し、40μm 超の場合、製缶加工
性が大きく低下する。またtBが1μm 未満の場合、金
属板との密着性が不十分であり、加工時にフィルムの剥
離が発生し、15μm超の場合、ラミネート時に結晶化
度の低い内層が収縮し、ラミネート時にシワが発生す
る。またtA<tBの場合、内層の収縮を外層が防御で
きず、ラミネート時にシワが発生する。
30μm 、内層の厚み(tB)は1〜8μm である。本
発明に使用される共重合ポリエステルフィルム(A、
B)の原料である共重合ポリエステルは、エチレングリ
コールなどの飽和多価アルコール成分とイソフタル酸や
テレフタル酸などの飽和多価カルボン酸成分およびそれ
らの置換体を出発原料として、エステル交換法、直接重
合法など公知の重合法により作製しても良いし、ポリエ
チレンテルフタレートと共重合ポリエステルとのブレン
ドによって作製しても良い。
ルフィルム(A、B)の飽和多価アルコール成分と飽和
多価カルボン酸成分の比率はモル比で、0.95〜1.
05の範囲であることが好ましい。本発明に使用される
共押出ポリエステルフィルムは、本発明の目的を損なわ
ない範囲で、1種または2種以上の帯電防止剤、滑剤、
難燃剤、アンチブロッキング剤(非晶質シリカ、ゼオラ
イト、非晶質アルミナシリカ等)、着色顔料(二酸化チ
タン、硫酸バリウムなど)、酸化防止剤、紫外線吸収
剤、無機フィラー、他の樹脂を含んでいても良い。
的で白色顔料として、二酸化チタン粉末を外層に添加す
ることが好ましい。内層に添加した場合、金属板との密
着性が低下する。二酸化チタンには結晶構造の違いか
ら、ルチル型とアナターゼ型が代表的な例として挙げら
れるが、ラミネート後の色調の点から、アナターゼ型を
用いることが好ましい。本発明の最適な二酸化チタンの
粒径は0.05〜2μm、添加量は5〜30%であるこ
とが好ましい。二酸化チタンを含む白色フィルムは、缶
外面に相当する側にラミネートすることが、印刷工程で
のホワイトコーティングの省略の点から好ましい。とく
に最適なラミネート金属板の例としては、缶内面側に相
当する側に二酸化チタンを含まない共押出ポリエステル
フィルムを、缶外面に相当する側に二酸化チタンを含む
共押出ポリエステルフィルムをラミネートした金属板が
挙げられる。
学処理法(薬品処理、溶剤処理、プライマーあるいはポ
リマーコーティング、接着剤の塗布、カップリング剤処
理、界面活性剤処理、表面グラフト化、コロイド処理
等)および/または、物理的処理法(紫外線照射処理、
プラズマ接触処理、コロナ放電処理等)によって、表面
改質を施しても良い。
明する。本発明に用いられる金属板としては、シート状
およびコイル状の鋼板、鋼箔およびアルミニウム板また
はそれらの金属板にに表面処理を施したものが挙げられ
る。金属板の厚さは特に限定されないが、缶強度と軽量
性のバランスから、0.1〜0.5mmが好ましい。
層が金属クロム、上層がクロム水和酸化物の2層構造を
有する電解クロム酸処理鋼板(TFS)、あるいは島状
錫層上に金属クロム層、クロム水和酸化物層の表面処理
を施した鋼板、および錫めっき鋼板、極薄錫めっき鋼
板、ニッケルめっき鋼板、亜鉛めっき鋼板またはこれら
のめっき鋼板にクロム水和酸化物、あるいは上層がクロ
ム水和酸化物、下層が金属クロム層からなる2層構造を
持つ表面処理を施したもの、あるいはリン酸塩処理、ク
ロム酸処理、クロム−クロメート処理を施した冷延鋼板
およびアルミニウム板等が使用される。
ては、とくに限定されないが、金属板を内層の融点以上
に加熱してから、初めから2層になっている共押出ポリ
エステルフィルムを接着させる方法が生産性・経済性の
点から最も好ましい。ラミネート装置はとくに限定され
ないが、加熱炉、誘導加熱装置、加熱ロールなどで加熱
する方法などが好まく、温度コントロールが可能なラミ
ネートロールを用いる方法がより一層好ましい。
ぐために、冷却ロール、冷却水槽などで急冷する方法が
好ましい。製缶方法としてはとくに限定されないが、公
知の絞り─しごき(DI)缶、あるいは特開昭62−2
1428号公報、特開昭62−94543号公報に開示
された絞り缶、あるいは「Modern Metal
s」(1986年4月号、P28−35)、特開平2−
269647号公報、特開平3─47514号公報など
に開示された絞り─再絞り(DRD)缶〔あるいは薄肉
化絞り(DTR)缶〕が好ましい。
知の接着缶、溶接缶を作製しても良い。接着缶の場合、
缶外面と缶内面のポリエステル皮膜どうしを重ね合わせ
て、加熱し融着させて接合しても良い。また、本発明の
ラミネート鋼板を缶蓋として使用しても良い。また、電
子レンジ用トレイ等の容器類、電子・電気分野、自動車
用鋼板としても使用できる。
続的に加熱した。加熱された金属板はラミネートロール
に送りこまれ、連続的に両面に各フィルムを熱融着し
た。ポリエステルフィルムは最初から2層構造を有する
共押出フィルムを使用した。ラミネートロールの材質は
シリコンゴム製であった。融着後、ラミネート金属板を
水槽により急冷した。ラミネート速度は約30m/分で
あった。
ミネート直前の金属板温度を表3、5、7、8に示す。 (2)製缶方法 実施例1〜18、比較例1〜15については、得られた
ラミネート金属板から、ラミネート面が缶内外面になる
ように公知のDRD加工法により、円径211mmφ
(350ml、ビール缶サイズ)のDRD缶を得た。
5については、得られたラミネート金属板から公知のD
I加工法により、円径211mmφ(350ml、ビー
ル缶サイズ)のDI缶を得た。また缶蓋には、公知の2
06径のアルミ製イージーオープンエンドを使用した。 (3)評価方法 1)成形性 製缶後の缶内外面を目視にて観察した。また、缶の製缶
後の健全性を調べるために、缶の中に1%NaCl溶液
を入れ、缶体を陽極、炭素棒を陰極として+6Vの電圧
をかけた時に流れる電流値を測定した(以下ERV試験
と呼ぶ)。ERV値は少ない程、被覆の欠陥が少なく、
缶の健全性が高いことを示す 2)耐熱性 印刷工程での加熱を想定し、180℃に設定したオーブ
ンに10分間放置し、フィルムの溶融の有無等を目視に
て判断した。 3)実缶試験 実施例1〜18、比較例1〜15に関しては、耐食性や
巻締め部の密着性等を調べるために、得られた缶に市販
のトマトジュースを充填し、脱気した後、二重巻締め
し、115℃で60分加熱殺菌後、55℃の条件で長期
保存(6ヵ月)し、缶内面の腐食状態、巻締め部からの
漏洩の有無の観察およびERV試験を行った。また、よ
り高度な耐食性を調査するために、55℃の条件で12
カ月保存したものについても評価を行った。
しては、耐食性や巻締め部の密着等を調べるために、得
られた缶に市販のコーラを充填し、二重巻締めし、38
℃の条件で長期保存(6カ月)し、缶内面の腐食状態、
巻締め部からの漏洩の有無の観察およびERV試験を行
った。 4)缶の色調の測定 実施例9、比較例1に関しては、缶外面の白色度(W
Lab )をスガ試験機(株)製カラーコンピューターによ
り求めた。測定面積はφ30mmであった。白色度は高
いほど白く、印刷後の外観は優れている。 (4)実施例と比較例の試験結果 1)実施例1〜18、比較例1〜15 下層の金属クロム量110mg/m2 、上層のクロム水
和酸化物量18mg/m2 である両面電解クロム酸処理
鋼板(以下TFSとする)を使用して、表3、表4の条
件でラミネートを行った。TFSの調質度はDR−8、
板厚は0.21mmであった。評価結果を表3、表4、
表5および表6に示す。 2)実施例19〜26、比較例16〜29 下層の金属クロム量110mg/m2 、上層のクロム水
和酸化物量18mg/m2 である両面電解クロム酸処理
鋼板(以下TFSとする)を使用して、表7の条件で板
の両面にラミネートを行った。TFSの調質度はT−
4、板厚は0.245mmであった。製缶方法は、DI
法であった。
/m2 で、最表層の金属クロム量35mg/m2 、上層
のクロム水和酸化量18mg/m2 であるブリキを使用
して、表8の条件で板の両面にラミネートを行った。ブ
リキの調質度はT−4、板厚は0.245mmであっ
た。製缶方法はDI法であった。
て、優れた加工性、耐食性、密着性、耐熱性を示し、缶
用材料として非常に優れた性質および物性のバランスを
有する。また驚くべきことに、缶蓋との接合強度も非常
に優れており、より過酷な条件でも耐久性に優れた容器
の提供が可能である。
ラミネート鋼板は、加工性、耐食性、密着性に優れ、さ
らに缶蓋との密着性も非常に優れた缶・容器が提供可能
である。また、本発明のラミネート鋼は電子レンジ用ト
レー、電気分野、自動車分野にも適用が可能である。
Claims (4)
- 【請求項1】 金属板の少なくとも片面に、下記の共重
合ポリエステルフィルム(A)を外層とし、下記の共重
合ポリエステルフィルム(B)層を金属板と接する内層
とする2層構造を有する共押出ポリエステルフィルムを
ラミネートして得られるポリエステル樹脂ラミネート金
属板。 記 共押出ポリエステルフィルムを構成する、外層の共重合
ポリエステルフィルム(A)層が、テレフタル酸(TP
A)、イソフタル酸(IPA)と1種あるいは2種以上
の飽和多価アルコール成分からなる共重合ポリエステル
フィルム(A1)であって、 IPA/TPA=0.08〜0.20(モル比) あるいは、エチレングリコール(EG)、ジエチレング
リコール(DEG)と1種または2種以上の飽和多価カ
ルボン酸成分からなる共重合ポリエステルフィルム(A
2)であって、 DEG/EG=0.08〜0.20(モル比) あるいは、エチレングリコール(EG)、1,4−シク
ロヘキサンジメタノール(CHDM)と1種または2種
以上の飽和多価カルボン酸成分からなる共重合ポリエス
テルフィルム(A3)であって、 1,4−CHDM/EG=0.08〜0.20(モル
比) であり、内層の共重合ポリエステルフィルム(B)層
が、テレフタル酸(TPA)、イソフタル酸(IPA)
と1種または2種以上の飽和多価アルコール成分からな
る共重合ポリエステルフィルム(B1)であって、 IPA/TPA=0.21〜0.33(モル比) あるいは、エチレングリコール(EG)、ジエチレング
リコール(DEG)と1種または2種以上の飽和多価カ
ルボン酸成分からなる共重合ポリエステルフィルム(B
2)であって、 DEG/EG=0.21〜0.33(モル比) あるいは、エチレングリコール(EG)、1,4−シク
ロヘキサンジメタノール(CHDM)と1種または2種
以上の飽和多価カルボン酸成分からなる共重合ポリエス
テルフィルム(B3)であって、 1,4−CHDM/EG=0.21〜0.33(モル
比) である。 - 【請求項2】 外層の共重合ポリエステルフィルム
(A)層の厚み(tA)が8〜40μm 、内層の共重合
ポリエステルフィルム(B)層の厚み(tB)が1〜1
5μm で、tA>tBであることを特徴とする請求項1
記載のポリエステル樹脂ラミネート金属板。 - 【請求項3】 外層の共重合ポリエステルフィルム
(A)が、アナターゼ型の二酸化チタン粉末を5〜30
wt% 含有することを特徴とする請求項1又は2記載のポ
リエステル樹脂ラミネート金属板。 - 【請求項4】 請求項1、2又は3記載のポリエステル
樹脂ラミネート金属板からなる缶または容器。
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JP4-348721 | 1993-01-29 | ||
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JP1309393 | 1993-01-29 | ||
JP5329470A JP2918775B2 (ja) | 1992-12-28 | 1993-12-27 | ポリエステル樹脂ラミネート金属板 |
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