JP3071574B2

JP3071574B2 - 金属板貼合せ成形加工用ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JP3071574B2
Application number: JP23357192A
Authority: JP
Inventors: 武夫浅井; 欣治長谷川; 光正小野
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1992-09-01
Filing date: 1992-09-01
Publication date: 2000-07-31
Anticipated expiration: 2015-07-31
Also published as: JPH0680797A

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
ポリエステルフィルムに関し、さらに詳しくは金属板と
貼合せて絞り加工などの製缶加工をする際優れた成形加
工性を示し、かつ耐熱性および保香性に優れた金属缶、
例えば飲料缶、食品缶等を製造しうる金属板貼合せ成形
加工用ポリエステルフィルムに関する。

【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、公害防止などの目的で、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
性樹脂フィ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、アルミニウムなど
の金属板に熱可塑性樹脂フィ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ィルムとしてポリオレフィンや
ポリアミドフィ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はない。そこで、ポ
リエステルフィルムが、物理的、熱的、化学的特性にバ
ランスのとれていることから注目されている。

【０００３】ポリエステルフィルムにおいてはその滑り
性や耐削れ性がフィルムの製造工程および各用途におけ
る加工工程の作業性の良否、さらにはその製品の品質の
良否を左右する大きな要因となっている。

【０００４】すなわち、例えば滑り性が不足すると、フ
ィルムの巻取り工程などでしわが発生したり、また金属
缶用途を例にとると、滑り性の不足から金属板へのラミ
ネート時にしわが発生し、さらに製缶時の絞り加工など
において耐削れ性の不足がピンホールの発生、極端な場
合にはフィルムの破断を招き、金属缶内外面の被覆の用
をなさない。

【０００５】一般にフィルムの滑り性の改良には、フィ
ルム表面に凹凸を付与することによりロール、加工工具
等との間の接触面積を減少せしめる方法、例えば不活性
の無機微粒子を添加せしめる方法が用いられている。こ
れら原料ポリエステル中の微粒子は、その大きさが大き
いほど、滑り性の改良効果が大であるのが一般的であ
る。

【０００６】しかし、金属缶成形における絞り加工など
のような大きな変形を伴う工程においては、該微粒子の
大きさが増すにつれて、変形時に生じる該微粒子とポリ
エステルとの境界に形成されるボイドが大きくなり、突
起の形状が緩やかな形となり、加工時の摩擦係数を高く
すると共に加工時に生じたポリエステルフィルムのボイ
ド上の小さな傷（スクラッチ）によっても粒子の脱落が
起こり、ピンホール発生やフィルム破断の原因となる。
このため、フィルム表面の凹凸はできるだけ微細である
必要がある。そしてこれら相反する特性を同時に満足す
べき要求がなされているのが現状である。

【０００７】不活性微粒子として、炭酸カルシウム、酸
化チタン、カオリンなどの１種または２種以上（大粒子
と小粒子の組合せ）を添加することが従来からよく行わ
れている（特開昭５１―３４２７２号、特開昭５２―７
８９５３号、特開昭５２―７８９５４号、特開昭５３―
４１３５５号、特開昭５３―７１１５４号等）が、これ
ら微粒子は大きなボイドを形成することから上述の問題
を内在している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、フィルムの滑
り性と耐削れ性がより良く、製缶加工に適したポリエス
テルフィルムとして、上記の微粒子に比べてポリエステ
ルとの親和性が大きく粒子の周りにボイドが形成されに
くい微粒子を含有するものの開発が要求される。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、これら不都
合を解消し、不活性微粒子周辺のボイドが小さく且つフ
ィルムの表面が適度に粗れることによってフィルムの滑
り性と耐削れ性が向上し、製缶加工に適したポリエステ
ルフィルムを開発すべく鋭意研究した結果、本発明に到
達した。

【００１０】すなわち、本発明は、平均粒径が０．０５
〜２．５μｍであるテレフタル酸金属塩またはアルキレ
ンテレフタレート成分を含む金属塩の粒子を０．００５
〜３重量％含有し、ポリマーの融点が２１０〜２４５℃
の共重合ポリエステルからなり、フィルムの厚さ方向の
屈折率が１．５０５〜１．５５０であり、フィルムのポ
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ィ
ルムである。

【００１１】本発明における共重合ポリエステルとして
は、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ジカルボン
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２種以上を使用することができる。

【００１２】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
による加熱に耐えられない。一方、ポリマー融点が２４
５℃を超えると、ポリマーの結晶性が大きすぎて成形加
工性が損われる。

【００１３】ここで、ポリエステルの融点測定は、Ｄｕ
ＰｏｎｔＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ９１０ＤＳＣ
を用い、昇温速度２０℃／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とする。

【００１４】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およ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、あるいはジメチ
ルテレフタレート、エチレングリコールおよび共重合成
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。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、帯電防止剤などを添加することがで
きる。

【００１５】本発明における共重合ポリエステルフィル
ムとしては、Ｏ―クロロフェノール中の溶液として３５
℃で測定して求めた固有粘度が０．５２〜０．８０のも
のが好ましい。

【００１６】更に、本発明においてポリエステル中には
平均粒径が０．０５〜２．５μｍ、好ましくは０．１〜
２．２５μｍ、さらに好ましくは０．３〜２μｍである
テレフタル酸金属塩またはアルキレンテレフタレート成
分を含む金属塩の粒子が滑剤として含有する。この平均
粒径が０．０５μｍ未満では、滑り性の向上効果が不十
分であり、フィルム製造工程において巻取り性が悪くな
るので好ましくない。またこの平均粒径が２．５μｍを
超える場合は、深絞り製缶等の加工により変形した部分
に粗大粒子（例えば１０μｍ以上の粒子）が起点とな
り、ピンホールを生じたり、場合によって破断を生じる
ので、好ましくない。

【００１７】かかる金属塩粒子の具体例としては、

【００１８】

【化１】

【００１９】等を例示できる。金属塩粒子を形成する金
属としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が好ま
しく例示される。

【００２０】金属塩粒子は、その製法によって限定され
ることはない。代表例としては、テレフタル酸カルシウ
ム粒子の製造例について述べると、塩化カルシウム水溶
液にテレフタル酸水溶液を加えてテレフタル酸カルシウ
ムを析出させ、該テレフタル酸カルシウムを分離、水
洗、乾燥し、ついで無水のテレフタル酸カルシウムをグ
リコール例えばエチレングリコール等に分散させてスラ
リーとし、さらに該スラリーを常法の粒度調製処理、例
えば粉砕処理、分級処理などにかけて所定の平均粒径の
テレフタル酸カルシウムを分散させたグリコールスラリ
ーを得ることができる。また、エチレンテレフタレート
成分、あるいはこれとリン成分を含む金属塩の粒子は内
部析出粒子を調製する公知の方法によって製造すること
ができるが、この粒子製造は本発明におけるポリエステ
ルを製造する系とは別の系で行う必要がある。

【００２１】ポリエステル中の析出粒子の含有量は、
０．００５〜３重量％とする必要があり、好ましくは
０．０１〜１重量％、さらに好ましくは０．０５〜０．
５重量％である。この添加量が０．００５重量％未満で
は滑り性の向上効果が不十分であり、一方３重量％を超
えるとフィルムの破断が多発するので好ましくない。ま
た必要に応じて、本発明の効果を損わない範囲でその他
の滑剤を添加することもできる。

【００２２】ポリエステルに滑剤を含有させる手段とし
ては従来から知られている手段を用いることができ、特
に限定されないが、共重合ポリエステルの製造時に滑剤
を添加する方法が好ましい。

【００２３】本発明のポリエステルフィルムは、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
してフィルム状に成形し、二軸延伸、熱固定したもので
ある。そして、このフィルムは下記要件（１）および
（２）を具備する必要がある。

【００２４】（１）フィルムの厚さ方向の屈折率は１．
５０５以上１．５５０以下、好ましくは１．５１０を超
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を超
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。

【００２５】なお、フィルム厚み方向の屈折率は以下の
ようにして測定する。

【００２６】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。

【００２７】（２）フィ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ことにより、あるいはその後の長
期保存により、フィ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を超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。

【００２８】かかるポリエステルフィルムを得るには、
例えば逐次二軸延伸において、縦延伸倍率を２．５〜
３．６倍の範囲から、横延伸倍率を２．７〜３．６倍の
範囲から、熱固定温度を１５０〜２２０℃、好ましくは
１６０〜２００℃の範囲から選定し、これらを組み合わ
せることで行うとよい。

【００２９】本発明のポリエステルフィルムは、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。

【００３０】本発明のポリエステルフィルムが貼合せら
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
リエステルフィルムの貼合せは、例えば下記、の方
法で行うことができる。金属板をフィルム融点以上に加熱しておいてフィル
ムを貼合せた後急冷し、金属板に接するフィルムの表層
部（薄層部）を非晶化して密着させる。フィ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。

【００３１】

【実施例】以下実施例を掲げて本発明を更に説明する。

【００３２】

【実施例１〜８及び比較例１〜５】イソフタル酸成分を
表１に示す共重合比で共重合した共重合ポリエチレンテ
レフタレートに、同表に示す平均粒径のテレフタル酸カ
ルシウムを同表に示す割合で配合し、表２に示す条件
で、溶融押出し、急冷固化して未延伸フィルムを得た。

【００３３】ついでこれらの未延伸フィルムを表２に示
す条件で、縦横逐次二軸延伸し、さらに熱固定して、厚
み２５μｍの二軸配向フィルムを得た。

【００３４】

【比較例６〜８】滑剤として、テレフタル酸カルシウム
の代りに、塊状シリカ、カオリンを用いた以外は実施例
２，７と同様にして、表１に示す平均粒径と含有量の滑
剤を含有するイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタ
レートよりなる未延伸フィルムを得た。

【００３５】ついで、この未延伸フィルムを表２に示す
条件で、縦横逐次二軸延伸し、さらに熱固定処理して、
厚さ２５μｍの二軸配向フィルムを得た。

【００３６】

【実施例９〜１１】イソフタル酸の代りに、アジピン酸
成分又はセバシン酸成分を用いる以外は実施例１，２と
同様にして、表１に示す平均粒径と含有量のテレフタル
酸カルシウムを含有する共重合ポリエチレンテレフタレ
ートよりなる未延伸フィルムを得た。

【００３７】ついで、この未延伸フィルムを表２に示す
条件で、縦横逐次二軸延伸し、さらに熱固定処理して、
厚さ２５μｍの二軸配向フィルムを得た。

【００３８】

【比較例９，１０】滑剤として、テレフタル酸カルシウ
ムの代りに、塊状シリカ、カオリンを用いた以外は実施
例９，１１と同様にして、表１に示す平均粒径と含有量
の滑剤を含有する共重合ポリエチレンテレフタレートよ
りなる未延伸フィルムを得た。

【００３９】ついで、この未延伸フィルムを表２に示す
条件で、縦横逐次二軸延伸し、さらに熱固定処理して、
厚さ２５μｍの二軸配向フィルムを得た。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】上記実施例１〜１１、比較例１〜１０で得
られた計２１種のフィルムの特性を表３に示す。

【００４３】ここで、フィルムの巻取り性はフィルムの
製造工程においてフィルムをロール状に巻取る際、滑り
不良に起因するロール表面の小突起が認められない場合
を○、認められる場合を×と判定した。

【００４４】また、フィルムを、２３０℃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１６５ｍｍ径の円盤状に切り取り、絞り
ダイスとポンチを用いて４段階で深絞り加工し、５５ｍ
ｍ径の側面無継目容器（以下、缶と略す）を作成し、こ
の缶について以下の観察及び試験を行い、各々下記の基
準で評価した。

【００４５】（１）深絞り加工性― ○：内外面ともフィ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。

【００４６】×：缶内外面のフィルムの缶上部に白化、
破断が認められる。

【００４７】（２）深絞り加工性― ○：内外面とも異常なく加工され、缶内フィルム面の防
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の電圧をかけたときの電流値
を測定する。以下ＥＲＶ試験と略す）において０．０８
ｍＡ未満を示す。

【００４８】×：内外面に異常はないが、ＥＲＶ試験で
は電流値が０．０８ｍＡ以上であり、通電箇所を拡大観
察するとフィ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】

【表３】

【００５０】表３の結果から実施例のフィルムが深絞り
加工性、耐衝撃割れ性、耐熱性に優れていることがわか
る。

【００５１】

【発明の効果】本発明の金属板貼合せ成形加工用ポリエ
ステルフィルムは、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.⁷ 識別記号ＦＩＣ０８Ｌ 67/02 Ｃ０８Ｌ 67/02 Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｃ０８Ｌ 67:02 (56)参考文献特開平６−80796（ＪＰ，Ａ) 特開平４−117427（ＪＰ，Ａ) 特開平５−339392（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−112860（ＪＰ，Ａ) 特公昭39−6398（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 5/18 B32B 15/08 104 B29C 55/12 - 55/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径が０．０５〜２．５μｍである
テレフタル酸金属塩またはアルキレンテレフタレート成
分を含む金属塩の粒子を０．００５〜３重量％含有し、
ポリマーの融点が２１０〜２４５℃の共重合ポリエステ
ルからなり、フィルムの厚さ方向の屈折率が１．５０５
〜１．５５０であり、フィ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ィルム。