JP3491574B2 - 容器用フィルムラミネート金属板 - Google Patents

容器用フィルムラミネート金属板

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として、食品缶
詰の缶胴及び蓋に用いられるラミネート金属板に関する
ものである。さらに詳しくは、製缶工程での成形性及び
密着性が良好であり、内容物充填後の内容物取り出し性
に優れる容器用ラミネート金属板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、食缶に用いられる金属缶用素材で
あるティンフリースチール(TFS)およびアルミニウ
ム等の金属板には塗装が施されていた。この塗装を施す
技術は、焼き付け工程が複雑であるばかりでなく、多大
な処理時間を必要とし、さらに多量の溶剤を排出すると
いう問題を抱えていた。そこで、これらの問題を解決す
るため、熱可塑性樹脂フィルムを加熱した金属板に積層
する方法が数多く提案されている。
【0003】これらの提案の多くは、フィルムと基材で
ある金属板の密着性及び成形性の改善に関するものであ
り、その技術的思想は、概ね極性基を有するフィルム
(ポリエステル樹脂等)の適用(例えば、特開昭63−
236640号公報等)、フィルム表面へのコロナ放
電等の処理による活性化等に代表される表面自由エネル
ギーの増大(例えば、特開平5−200961号公報
等)に関するものである。特開平5−200961号公
報には、ポリエチレン樹脂被覆金属板の加工後密着性等
を確保するために、フィルムの表面自由エネルギーを3
8〜54dyn/cmの範囲に規定することが具体的に記載さ
れている。
【0004】前記で提案されているラミネート金属板を
食品缶詰用途に使用すると、容器から内容物を取り出す
際に、内容物が容器内面に強固に付着してしまい、内容
物を取り出しにくいという問題がある。この問題は、消
費者の購買意欲と密接に関係するため、内容物の取り出
しやすさを改善することは、消費者の購買意欲を確保す
る上で極めて重要である。それにもかかわらず、これま
で内容物の取り出し易さの改善に対する考慮は全くなさ
れていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】よって本発明は、上記
事情を考慮し、内容物取り出し性を確保するとともに、
容器加工に要求される密着性及び成形性を兼ね備えた容
器用フィルムラミネート金属板を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、フィルム表面の自
由エネルギーを適正な数値範囲に規定することで、この
目的が達成されることを見出し、本発明に到達した。す
なわち本発明の要旨は以下のとおりである。
【0007】(1)両面に樹脂フィルムラミネート層を
有する容器用金属板であって、容器成形後に容器内面側
になる樹脂フィルムは、ポリプロピレンを主成分とする
プロピレン・エチレン系ランダム共重合体フィルム、あ
るいはさらに前記フィルムの金属板に密着する側に極性
基を含む樹脂の密着層を有するフィルムであり、前記樹
脂フィルムの内容物と接する側の面の表面自由エネルギ
ーγSが、10dyn/cm以上30dyn/cm未満であることを
特徴とする内容物取り出し性及び成形性に優れた容器用
フィルムラミネート金属板(第1発明)。
【0008】
【0009】()容器成形後に容器外面側になる樹脂
フィルムの外面側の表面自由エネルギーγS が、25dy
n/cm以上であることを特徴とする前記(1)に記載の内
容物取り出し性及び成形性に優れた容器用フィルムラミ
ネート金属板(第発明)。
【0010】()ラミネート前の金属板の表面自由エ
ネルギーγS が、樹脂フィルムの金属板に密着する側の
面の表面自由エネルギーより大きいことを特徴とする前
(1)又は(2)に記載の内容物取り出し性、密着性
及び成形性に優れた容器用フィルムラミネート金属板
(第発明)。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
【0012】本発明では、容器成形後に容器内面側にな
る樹脂フィルムの内容物と接する側の面の表面自由エネ
ルギーγS は10dyn/cm以上30dyn/cm未満でなければ
ならない(第1発明)。30dyn/cm未満に限定した理由
は、30dyn/cm以上となると、樹脂フィルムと内容物と
の密着力が過度となり、内容物の取り出し性が劣るため
である。また、10dyn/cm以上に限定した理由は、10
dyn/cm未満では内容物取り出し性がほぼ飽和してしまい
特段の効果が得られないとともに、技術的にも製造が難
しい領域でありコスト高を招いてしまうためである。内
容物の取り出し性がより重視される場合、樹脂フィルム
の内容物と接する側の面の表面自由エネルギーを22dy
n/cm未満とするのが適切である。
【0013】図1(A)は、本発明のラミネート金属板
の、容器成形後に容器内面側になる部分の断面図であ
る。第1発明において表面自由エネルギーを規定した面
は、金属板との密着面側でなく内容物と接する外面側
になるようにラミネートされる。
【0014】フィルムの表面自由エネルギーは、ラミネ
ート前後で殆ど変化しない。従って、予めフィルムの表
面自由エネルギーを本発明範囲にしたフィルムを準備
し、このフィルムを金属板にラミネートして、本発明の
ラミネート金属板を得ることができる。
【0015】前記フィルムは、ポリプロピレンを主成分
とするプロピレン・エチレン系ランダム共重合体フィル
ムであることが望ましい。これらのフィルムを用いるこ
とで、表面自由エネルギーを本発明範囲内に調整するこ
とが容易となるとともに、フィルム機械特性に関しても
適度な破断伸び・破断強度を有することから優れた成形
性を確保できる。
【0016】通常、これらのフィルムは、表面自由エネ
ルギーを高めるために、コロナ放電等の表面活性化処理
が施されているため、この状態では表面自由エネルギー
γSが本発明で規定する範囲外となる恐れがある。表面
自由エネルギーγS を本発明範囲内にするには、フィル
ムの少なくとも一方の面に対するコロナ放電等の表面活
性化処理を省略し、処理を省略した面が容器成形後に容
器内面側の内容物と接する側(図1(A)の外面側)
になるようにラミネートする必要がある。なお、コロナ
放電等の表面活性化処理の省略は、フィルムの製造上な
んら問題なく行える変更であるだけでなく、製造コスト
の削減にもつながるので、却って好都合である。
【0017】前記フィルムの金属板と密着する側の面の
表面自由エネルギーγS は特に限定されないが、密着性
を向上する観点からは、金属板の表面エネルギーγS
り小さいことがより望ましい。
【0018】また、前記フィルムは、金属板と密着する
側の面(図1(A)の密着面側)に、極性基を含む樹
脂の密着層を有することが望ましい。極性基を含む樹脂
として、具体的には、無水マレイン酸変性樹脂等を用い
ることができ、これにより、高い加工密着性が要求され
る飲料缶等の用途への適用が可能となる。
【0019】また、容器成形後に容器外面側になるフィ
ルムの外面側の表面自由エネルギーγS は25dyn/cm以
上であることが望ましい。通常、容器外面には商品名・
商標等の印刷が施されるため、インクに対する濡れ性が
高い、すなわち表面自由エネルギーが高いフィルムがラ
ミネートされていることが望まれるためである。表面自
由エネルギーγS を25dyn/cm以上(第発明)とする
ことで、十分な印刷性を付与することが可能となる。具
体的には、前記樹脂フィルムとしてはポリエステル系の
フィルムが望ましく、PETフィルム等が成形性にも優
れるため好適である。
【0020】容器成形後に容器内面側、外面側になる樹
脂フィルムの膜厚は特に限定されない。汎用的に使用さ
れている膜厚、例えば10〜50μm程度の膜厚のもの
を使用できる。
【0021】図1(B)は、本発明のラミネート金属板
の、容器成形後に容器外面側になる部分の断面図であ
る。第3発明において表面自由エネルギーを規定した面
は印刷が施される外面側となるようにラミネートされ
る。
【0022】前記フィルムの金属板との密着側の面(図
1(B)の密着面側)の表面自由エネルギーは、金属
板との密着性を良好にするためには25dyn/cm以上であ
ることが望ましい。
【0023】また、金属板と前記フィルムとの十分な密
着性を確保するためには、ラミネート前の金属板の表面
自由エネルギーは金属板との密着面側のフィルムの表面
自由エネルギーより大きいことが望ましい。金属板とし
ては、缶用材料として広く使用されているアルミニウム
板や軟鋼板等を用いることができ、特に下層が金属クロ
ム、上層がクロム水酸化物からなる二層皮膜を形成させ
た表面処理鋼板(所謂TFS)等が最適である。
【0024】TFSの金属クロム層、クロム水酸化物層
の付着量についても、特に限定されないが、加工後密着
性・耐食性の観点から、何れもCr換算で、金属クロム
層は70〜200mg/m2 、クロム水酸化物層は10
〜30mg/m2 の範囲とすることが望ましい。
【0025】金属板表面に前記したフィルムをラミネー
トする方法としては、熱融着法が一般的であるが、これ
に限定されるものではない。
【0026】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0027】厚さ0.18mm・幅977mmの冷間圧
延、焼鈍、調質圧延を施した鋼板を、脱脂、酸洗後、ク
ロムめっきを行い、クロムめっき鋼板を製造した。クロ
ムめっきは、CrO3 、F- 、SO4 2-を含むクロムめ
っき浴でクロムめっき、中間リンス後、CrO3 、F-
を含む化成処理液で電解した。その際、電解条件(電流
密度・電気量等)を調整して金属クロム付着量とクロム
水酸化物付着量及び表面自由エネルギーを調整した。
【0028】表面自由エネルギーは、表面自由エネルギ
ーが既知の液体(純水、グリセロール、ホルムアミド、
エチエングリコール、ジメチルグリコロール)を測定物
(クロムめっき鋼板)の表面に滴下し、接触角を測定し
て求めた(湿度:55〜65%、温度20℃)。
【0029】次いで、図2に示す金属帯のラミネート装
置を用い、前記で得たクロムめっき鋼板1を金属帯加熱
装置2で加熱し、ラミネートロール3で前記クロムめっ
き鋼帯1の一方の面に、容器成形後に容器内面側になる
樹脂フィルムとして、表1に示す各種フィルム4a、他
方の面に、容器成形後に容器外面側となる樹脂フィルム
として、表面自由エネルギーがすべて32dyn/cmのPE
Tフィルム4bを、それぞれラミネート(熱融着)して
ラミネート金属帯を製造した。
【0030】以上の方法で製造したラミネート金属板に
対し、上記と同様にして表面自由エネルギーを測定する
とともに、以下の方法で、内容物取り出し性、成形
性、加工後密着性を評価した。
【0031】内容物取り出し性 絞り成形機を用いて、ラミネート金属板を、絞り工程
で、ブランク径:100mm、絞り比(成形前径/成形後
径):1.88でカップ成形した。続いて、このカップ
内に、卵・肉・オートミールを均一混合させた内容物を
充填し、蓋を巻締め後、レトルト処理(130℃×90
分間)を行った。その後、蓋を取り外し、カップを逆さ
まにして2、3回手で振って内容物を取り出した後にカ
ップ内側に残存する内容物の程度を観察することによ
り、内容物の取り出し易さの程度を評価した。
【0032】(評点について) ○:内容物の取り出しが容易であり、取り出し後のカッ
プ内面に付着物が無い状態 ×:手で振るだけでは内容物の取り出しが困難であり、
スプーン等で掻き出さないと内容物が取り出せない状態
【0033】成形性 ラミネート金属板にワックス塗布後、直径179mmの
円板を打ち抜き、絞り比1.65で浅絞り缶を得た。次
いで、この絞りカップに対し、絞り比1.40で再絞り
加工を行った。このようにして得た深絞り缶のフィルム
の損傷程度を目視観察した。
【0034】(評点について) ◎:成形後フィルムに損傷なく、白化も認められない ○:成形可能であるが、フィルム白化が認められる ×:缶が破胴し、成形不可能
【0035】加工後密着性 上記で得た缶に対し、缶胴部よりピール試験用のサン
プル(幅15mm×長さ120mm)を切り出した。切
り出したサンプルの長辺側端部からフィルムを一部剥離
し、引張試験機で剥離した部分のフィルムを、フィルム
が剥離されたクロムめっき鋼板とは反対方向(角度:1
80°)に開き、引張速度30mm/minでピール試
験を行い、密着力を評価した。なお、密着力測定対象面
は、缶内面側とした。
【0036】(評点について) ◎:0.15kg/15mm以上 ○:0.10kg/15mm以上、0.15kg/15
mm未満 ×:0.10kg/15mm未満
【0037】
【表1】
【0038】表1に示すように、本発明範囲の発明例
良好な特性を示した。これに対し、本発明の範囲を
外れる比較例は、内容物取り出し性が不良であった。
【0039】
【発明の効果】本発明によるラミネート金属板は、内容
物取り出し性、成形性が良好であり、絞り加工等を行う
容器用素材、特に食缶容器用素材として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のラミネート金属板の断面を示す図で、
(A)は容器成形後に容器内面側になる部分の断面、
(B)は容器成形後に容器外面側になる部分の断面。
【図2】金属板のラミネート装置の要部を示す図。
【符号の説明】
1 金属板(クロムめっき鋼板) 2 金属帯加熱装置 3 ラミネートロール 4a,4b フィルム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 真介 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−106749(JP,A) 特開 平3−36028(JP,A) 特開 平5−112361(JP,A) 特開 平11−254586(JP,A) 特開 平4−304243(JP,A) 特開 平10−77355(JP,A) 特開 昭58−110695(JP,A) 特表 平10−510226(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 B65D 8/16

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両面に樹脂フィルムラミネート層を有す
    る容器用金属板であって、容器成形後に容器内面側にな
    る樹脂フィルムは、ポリプロピレンを主成分とするプロ
    ピレン・エチレン系ランダム共重合体フィルム、あるい
    はさらに前記フィルムの金属板に密着する側に極性基を
    含む樹脂の密着層を有するフィルムであって、前記樹脂
    フィルムの内容物と接する側の面の表面自由エネルギー
    γSが、10dyn/cm以上30dyn/cm未満であることを特
    徴とする内容物取り出し性及び成形性に優れた容器用フ
    ィルムラミネート金属板。
  2. 【請求項2】 容器成形後に容器外面側になる樹脂フィ
    ルムの外面側の表面自由エネルギーγSが、25dyn/cm
    以上であることを特徴とする請求項に記載の内容物取
    り出し性及び成形性に優れた容器用フィルムラミネート
    金属板。
  3. 【請求項3】 ラミネート前の金属板の表面自由エネル
    ギーγSが、樹脂フィルムの金属板に密着する側の面の
    表面自由エネルギーより大きいことを特徴とする請求項
    1又は2に記載の内容物取り出し性、密着性及び成形性
    に優れた容器用フィルムラミネート金属板。
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