JP4765257B2 - 缶用ラミネート金属板 - Google Patents
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例えば、二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィ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、缶用材料として用いる技術(特許文献1,2)、非晶性若しくは極く低結晶性の芳香族ポリエステルフィルムを金属板にラミネートし、缶用材料として用いる技術(特許文献3,4)。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ィルムを金属板にラミネートし、缶用材料として用いる技術(特許文献5)などがあり、また、ポリエチレンテレフタレート系の短所を補うフィルムとして、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のブレンド物からなる樹脂フィルムも提案されている(特許文献6〜8)。
レトルト白化を抑制するラミネート鋼板用のフィルムとして、特許文献9、特許文献10のような開示もある。しかし、このような従来技術のフィルムはどのような条件でラミネートしても十分な効果が得られるというものではなく、その他必要特性を考慮しつつ、適切なラミネート条件を選択することで初めてレトルト白化を抑制できることが判っている。しかも、仮に適切にラミネートしたとしても、イージーオープンエンド蓋や、DRD加工のような厳しい加工を施した場合に、製缶加工性と耐レトルト白化性を両立させることができない。
まず、本発明者らがレトルト処理中に白化が起こる現象について調査した結果、以下のような事実が判明した。すなわち、(A)レトルト白化は、フィルム中に生じた水泡(又は気泡)が光を乱反射するためにフィルムが白く見える現象であること、(B)水泡(又は気泡)は、レトルト処理の極く初期にフィルム内に進入してきた水蒸気が内容物によって冷却され、凝縮した(或いはその後気化した)結果生じたものであること、(C)水泡(又は気泡)は、周囲の樹脂を押し広げて(変形させて)成長するため、鋼板と接している柔かい密着層(メルト層又は非晶層)に主に生じること、という事実が判った。したがって、レトルト白化の抑制とは、フィルム中に水泡(又は気泡)を生じさせないことであり、また、これを抑制するために有効な方法は、(1)レトルト中に水蒸気をフィルム内部に透過させないこと、(2)水泡(又は気泡)を成長させないこと、であることが判った。
[1]金属板の少なくとも片面に、金属板面に接してポリブチレンテレフタレート樹脂層が形成されたことを特徴とする缶用ラミネート金属板。
[2]金属板の少なくとも片面に、金属板面に接してポリブチレンテレフタレート下部樹脂層が形成され、その上層にポリエチレンテレフタレート、エチレンテレフタレート−エチレンイソフタレート共重合体、エチレンテレフタレート−ブチレンテレフタレート共重合体、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のブレンド物の中から選ばれる1種以上からなる上部樹脂層が形成された皮膜構造を有し、該皮膜中のメルト層の厚さが前記下部樹脂層の厚さ以下であることを特徴とする缶用ラミネート金属板。
[4]上記[3]の缶用ラミネート金属板において、二軸延伸フィルムのラミネートにより形成された樹脂層の面配向係数が0.040以下であることを特徴とする缶用ラミネート金属板。
このように上部樹脂層(以下、単に「上層」という)を設ける場合、皮膜設計によっては、下部樹脂層(以下、単に「下層」という)の融点を高めに設定した方が良い場合や機能付与の目的で他の樹脂成分を配合した方が良い場合もあることから、下層は本発明の効果を損なわない限度で他の樹脂成分を含んでもよい。但し、本発明の効果を損なわないためには下層樹脂中のポリブチレンテレフタレートの割合は90mass%以上とする必要がある。したがって、下層樹脂としては、ポリブチレンテレフタレートの他、ポリブチレンテレフタレートの割合が90wt%以上である、エチレンテレフタレート−ブチレンテレフタレート共重合体、ポリエチレンテレフタレート−ポリブチレンテレフタレート共重合体、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のブレンド物などの1種以上を用いることができる。
下層の厚さは2〜6μmとすることが好ましい。下層の厚さが2μm未満ではメルト層の厚みを下層の厚みの範囲に納めることが困難な場合が多く(すなわち、上層の一部にもメルト層が形成されてしまう)、一方、厚さが6μmを超えるとレトルト白化の抑制効果が飽和するため、経済性を損なう。
金属板にラミネートされる樹脂層は、上述した単層(ポリブチレンテレフタレートからなる樹脂層)又は2層(下層+上層)のみで構成してもよいが、本発明の効果を阻害しない限度において、他の樹脂層(例えば、最上層の樹脂層、金属板との接着層など)を設けてもよい。
樹脂層は、上述したように二軸延伸フィルム等のラミネートフィルムを熱圧着する方法のほか、共押出し法、ダイレクトラミネート法などで形成してもよい。
本発明の缶用ラミネート金属板は、食缶や飲料缶などのような缶用途の別、缶胴材や蓋材(上蓋、底蓋)などのような部材の別、2ピース缶や3ピース缶などのような缶形態の別を問わず、あらゆる用途の缶用材料として用いることができる。
得られたラミネート鋼板のメルト層厚みの測定方法、面配向係数の測定方法、耐レトルト白化性及び製缶加工性の評価方法を以下に示す。
(1)メルト層厚みの測定方法
偏光顕微鏡を用い、偏光子と検光子をクロスニコルの状態に設定し、ラミネートされた樹脂層の断面を観察した。この観察において、断面構造が「明るい部分」と「暗い部分」の2つの領域(層)に別れるので、メルト層に対応する暗い部分の厚みを実測し、この値をメルト層の厚さとした。なお、この値は1視野5点平均×サンプル(n)5の平均値である。
アッベ屈折計を用い、光源:ナトリウム/D線、中間液:ヨウ化メチレン、温度:25℃の条件で、フィルム面の縦方向の屈折率Nx、フィルム面の横方向の屈折率Ny、フィルムの厚み方向の屈折率Nzを各々測定し、下式により面配向係数Nsを算出した。
面配向係数(Ns)=(Nx+Ny)/2−Nz
(3)耐レトルト白化性(試験)
ラミネート鋼板を底蓋形状に成形して試験に供した。まず、試験片を350cc容量用の缶胴に巻き締め、これに150gの氷と200ccの水を充填し、上蓋を巻き締めた後、レトルト試験器に装入し、130℃×30分の条件でレトルト処理を施した。このレトルト処理後において、樹脂層に白化が認められなかったものを“○”、白化が認められたものを“×”とした。
ラミネート鋼板に対して、以下の条件で第一段絞り、再絞りを順次行い、薄肉化深絞り缶を得た。
・第一段絞り条件
ブランク径:150〜160mm
1段絞りでの絞り比:1.65
・再絞り条件
第1次再絞りの絞り比:1.25
第2次再絞りの絞り比:1.25
再絞り工程のダイスコーナー部の曲率半径:0.4mm
再絞り時のしわ押さえ加重:39227N(4000kg)
・缶胴部の平均薄肉化率:成形前のラミネート鋼板の厚さに対して40〜55%
再絞り工程の第1次再絞りにおいて皮膜損傷が検出されたものを“×”、第2次再絞り後には皮膜損傷が検出されたが、第1次再絞りでは皮膜損傷が検出されなかったものを“○”、第2次再絞り後も皮膜損傷が検出されなかったものを“◎”とした。
表1〜表3において、発明例1はポリブチレンテレフタレート単層の皮膜構成を有するものである。この発明例1の樹脂層は面配向係数も0.030と低目に抑えられており、耐レトルト白化性、製缶加工性ともに良好である。耐レトルト白化性の観点からは、必ずしもポリブチレンテレフタレート単層にする必要はないが、高い耐衝撃性が求められるなどの用途で用いられるケースもある。
発明例3〜5は、上層にエチレンテレフタレート−エチレンイソフタレート共重合体、下層にポリブチレンテレフタレートを用いたものであり、いずれも良好な耐レトルト白化性が得られており、また、面配向係数が低目に抑えられているため良好な製缶加工性が得られている。
発明例6は、上層にポリブチレンテレフタレートの割合が60mass%のポリエチレンテレフタレート−ポリブチレンテレフタレートブレンド物を用いたものであるが、良好な耐レトルト白化性と製缶加工性が得られている。
発明例7は、下層の厚さが小さいものであるが、良好な耐レトルト白化性が得られている。また、製缶加工性は、面配向係数が0.040を上回るため“○”に留まっている。
発明例8は、下層の厚さを厚くしたものであるが、良好な耐レトルト白化性と製缶加工性が得られている。
比較例2は下層にポリブチレンテレフタレートの割合が85mass%のポリエチレンテレフタレート−ポリブチレンテレフタレートブレンド物を用い、且つメルト層が下層の厚さを上回っている例であり、耐レトルト白化性が劣っている。
比較例3は下層にポリエチレンテレフタレート−ポリエチレンイソフタレート共重合体を用いた例であるが、耐レトルト白化性が劣り、また、面配向係数も特に高いため製缶加工性も劣っている。
比較例4は下層の膜厚が薄く、メルト層の厚さが下層の厚さを上回っている例であり、耐レトルト白化性が劣っている。
比較例5は、上層・下層の皮膜構成が本発明条件とは逆になっている例であり、耐レトルト白化性が劣っている。
比較例6は下層の膜厚は十分に厚いが、メルト層の厚さが下層の厚さを上回っている例であり、耐レトルト白化性が劣っている。
Claims (4)
- 金属板の少なくとも片面に、金属板面に接してポリブチレンテレフタレート樹脂層が形成されたことを特徴とする缶用ラミネート金属板。
- 金属板の少なくとも片面に、金属板面に接してポリブチレンテレフタレート下部樹脂層が形成され、その上層にポリエチレンテレフタレート、エチレンテレフタレート−エチレンイソフタレート共重合体、エチレンテレフタレート−ブチレンテレフタレート共重合体、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のブレンド物の中から選ばれる1種以上からなる上部樹脂層が形成された皮膜構造を有し、該皮膜中のメルト層の厚さが前記下部樹脂層の厚さ以下であることを特徴とする缶用ラミネート金属板。
- 二軸延伸フィルムを熱圧着法によってラミネートすることにより樹脂層が形成されたラミネート鋼板であり、ラミネート前の二軸延伸フィルムの上層樹脂と下層樹脂の融点差[上層−下層]が5〜40℃であることを特徴とする請求項2に記載の缶用ラミネート金属板。
- 二軸延伸フィルムのラミネートにより形成された樹脂層の面配向係数が0.040以下であることを特徴とする請求項3に記載の缶用ラミネート金属板。
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