JP4911039B2 - イージーオープン蓋 - Google Patents

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Description

【技術分野】
【0001】
本発明は、イージーオープン蓋に関し、より詳細には衛生性及び環境性に優れていると共に、耐食性及び開封特性に優れたイージーオープン蓋に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、格別の器具を用いることなく手で容易に開封できる容器蓋として、所謂イージーオープン蓋が広く使用されている。この容器蓋は、加工性の点から金属素材としてぶりき、TFS等の表面処理鋼板やアルミニウム合金等にポリエステルフィルム等の樹脂被覆を施した樹脂被覆金属板を用い、この金属板から成る容器蓋に、金属板の厚み方向の途中に達するようにスコアを設けて、開口用部分を区画し、この開口用部分に蓋板自体でリベットを形成させ、このリベットでプルタブを固定したものであり、缶胴部材等のフランジとの間に二重巻締されて使用されている。
【0003】
一般にアルミニウム合金板を用いたイージーオープン蓋は、加工性や香味保持性に優れている一方、表面処理を施した鋼材に比して耐食性の点で劣るという問題があることから、従来は、アルミニウム合金板の表面処理として、主としてリン酸クロメート処理が施されていたが、クロメート処理は、処理液に有害な6価クロムを含有するため、環境性の点からクロメート処理に代わる表面処理が望まれている。
【0004】
このような問題を解決するためのノンクロム系の表面処理を施した樹脂被覆アルミニウム板も種々提案されており、例えば、特開2005−126097号公報には、ジルコニウム化合物及び/又はチタン化合物、有機ホスホン酸化合物、及びタンニンとを含む有機−無機複合表面処理層が形成され、エポキシフェノール樹脂系の接着プライマーを介してポリエステルフィルムが被覆された樹脂被覆アルミニウム合金板が提案されている
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記樹脂被覆アルミニウム合金板は、耐食性及び密着性の点では優れたものであるが、プライマーとしてエポキシフェノール系プライマーを用いている点で未だ充分満足し得るものではない。すなわち、エポキシフェノール系プライマーは、一般にビスフェノールAが使用されており、食品用途に用いるイージーオープン蓋ではレトルト殺菌等の高温加熱処理に付される際にビスフェノールAの溶出が懸念されることから、衛生性の点でビスフェノールAを使用してないプライマーを用いることが望まれている。
【0006】
その一方、蓋表面にスコアが形成されるイージーオープン蓋の用途には、他のプライマーでは密着性と耐傷付性の両方を同時に満足することは困難であり、特にスコアの部分で密着性が不十分になり、耐食性に劣るという問題があった。
【0007】
従って本発明の目的は、ビスフェノールAフリーのプライマーを用いていながら、密着性及び耐傷付性の両方の特性を満足し得る衛生性及び環境性に優れたイージーオープン蓋を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明によれば、ジルコニウム化合物及び/又はチタン化合物と有機化合物とを含有する表面処理層が形成されたアルミニウム基板の蓋内面となる表面に、プライマーを介してポリエステルフィルムが被覆されて成るイージーオープン蓋において、前記プライマーが、カルボキシル基導入ポリエステル樹脂を30重量%以上含有するポリエステル樹脂とフェノール樹脂を50:50〜85:15の重量比で含有して成ることを特徴とするイージーオープン蓋が提供される。
【0009】
本発明のイージーオープン蓋においては、
1.カルボキシル基導入ポリエステル樹脂が、カルボン酸無水物基を1分子中に2個以上有するものであること、
2.カルボキシル基導入ポリエステル樹脂の酸価が、150〜800meq/kgであること、
3.フェノール樹脂が、m−クレゾール系レゾール型フェノール樹脂であること、
4.表面処理層が、ジルコニウム化合物をジルコニウム原子換算で2〜20mg/m、リン化合物をリン原子換算で1〜10mg/m、有機化合物を炭素原子換算で5〜60mg/m含有し、該有機化合物が下記式(1)、
OH

− φ −CH− ・・・(1)


「式中、φはベンゼン環を表し、Xは水素原子又は下記式(2)
Z= −CH−N−R ・・・(2)


(式中、R及びRの各々は水素原子、C1〜C10のアルキル基又はC1〜C10のヒドロキシアルキル基である)で表されるZ基を表し、Z基の導入率はベンゼン環1個当たり0.3〜1.0個であるものとする」、
で表される構造単位によりなる有機重合体で、該有機重合体の平均分子量がXを全て水素原子としたとき、1000〜100000である有機化合物から成る有機−無機複合表面処理層であること、
5.表面処理層が、ジルコニウム化合物及び/又はチタン化合物を、ジルコニウム及び/又はチタン原子換算で4〜30mg/m含有し、有機ホスホン酸化合物を、リン原子換算で0.2〜9mg/m含有し、タンニンを、炭素原子換算で2〜90mg/m含有する有機-無機複合表面処理層であること、
が好適である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、クロムフリーの表面処理アルミニウム基板を用いると共に、ビスフェノールAフリーのプライマーを用いているため、環境性及び衛生性に優れたイージーオープン蓋を提供できる。
また本発明で用いるプライマーはビスフェノールAフリーでありながら、ポリエステルフィルムを密着性よく表面処理アルミニウム基板に被覆することが可能となり、スコアの部分においても優れた密着性を得ることができ、密着性及び耐傷付性の両方の特性を満足し得るイージーオープン蓋を提供することができる。
【0011】
更に本発明においては、特定の有機−無機複合表面処理層が形成されたアルミニウム合金板に特定のプライマーを用いてポリエステルフィルムを被覆することにより、プライマーと表面処理層相互及びプライマーとポリエステルフィルム相互の密着性をそれぞれ向上することが可能になって、レトルト処理後のスコアの部分においても優れた密着性を発現でき、開口性に優れていると共に、開口時のフェザリングの発生も有効に防止されている。更にまた、本発明のイージーオープン蓋においては、耐食性にも優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
本発明のイージーオープン蓋においては、ジルコニウム化合物及び/又はチタン化合物と有機化合物とを含有する表面処理層が形成されたアルミニウム基板にポリエステルフィルムを被覆する際に、カルボキシル基導入ポリエステル樹脂を30重量%以上含有するポリエステル樹脂とフェノール樹脂を50:50〜85:15の重量比で含有して成るプライマーを用いることが重要な特徴である。
【0013】
本発明で用いる表面処理アルミニウム基板は、ジルコニウム化合物及び/又はチタン化合物と有機化合物とを含有する表面処理層が形成されており、クロムフリーでありながら、耐食性及び被覆樹脂との密着性に優れたものであり、スコアが形成された部分においても優れた耐食性及び密着性を発現することが可能となるのである。
また本発明で用いるプライマーは、ビスフェノールAフリーで衛生性に優れていると共に、ポリエステル樹脂を主体とするものであることから、ポリエステルフィルムとの密着性に優れており、上記表面処理層と相俟って、優れた密着性を発現することが可能となるのである。
【0014】
(アルミニウム基板)
本発明に用いるアルミニウム基板としては、純アルミニウムや、アルミニウムと他の合金用金属、特にマグネシウム、マンガンなどの少量を含むアルミ合金を使用することができるが、耐食性や強度、更には加工性の点では、重量基準で、Mg:0.2〜5.5%、Si:0.05〜1%、Fe:0.05〜1%、Cu:0.01〜0.35%、Mn:0.01〜2.0%、Cr:0.01〜0.4%を含有するアルミニウム合金板であることが特に好ましい。
すなわち、Mgが5.5重量%以上では材料の加工性が低下し、0.2重量%以下では強度が不足するので好ましくない。Siが1.0重量%以上であると加工性が低下し、耐食性も劣るので好ましくない。Feが1.0重量%以上であると加工性が低下し、耐食性も劣るので好ましくない。Cuが0.35重量%以上では、鋳造時に割れが発生するので好ましくない。Crが0.4重量%以上及びMnが2.0重量%以上では製蓋工程で割れが発生するので好ましくない。
アルミニウム素材の板厚としては、一般に0.15〜0.40mm、特に0.20〜0.30mmの厚みを有するのが望ましい。0.15mm未満では蓋成形が困難で、且つ所望の蓋強度が得られず、一方0.40mmを超えると、経済性に劣るようになるからである。
【0015】
(有機−無機複合表面処理層)
本発明においては、耐食性を向上し、ポリエステルフィルムの密着性を向上するために、上述したアルミニウム基板にジルコニウム化合物及び/又はチタン化合物と有機化合物とを含有する有機−無機複合表面処理層を形成する。有機−無機複合表面処理層の無機成分は主にアルミニウム合金基板との密着に寄与し、有機−無機複合表面処理層の有機成分は主にプライマー樹脂との密着性に寄与するため、アルミニウム合金基板、有機−無機複合表面処理層、プライマー樹脂層、ポリエステルフィルム層の各層間の密着性が向上する。
また、有機−無機表面処理層の上層として、例えばタンニン層などの有機化合物から成る皮膜を形成することもできるし、或いは有機−無機表面処理層の下層として、例えばジルコニウム化合物及び/又はチタン化合物を含有する無機表面処理層を形成することもできる。
【0016】
有機−無機表面処理層、或いは有機−無機表面処理層の上層に用いる有機化合物は、水溶性フェノール系化合物から成るものであることが好ましい。水溶性フェノール系化合物は、本発明に用いるプライマーの成分のひとつであるフェノール樹脂との密着性を向上させ、かつ、本発明に用いるプライマーの別の成分のひとつであるポリエステル樹脂はポリエステルフィルムとの密着性を向上させるため、全体としての密着性が向上するのである。
【0017】
好適な有機−無機複合表面処理層として、有機−無機複合表面処理層Iと有機−無機複合表面処理層IIについて説明する。
【0018】
[有機−無機複合表面処理層I]
有機−無機複合表面処理層Iは、ジルコニウム化合物をジルコニウム原子換算で2〜20mg/m、リン化合物をリン原子換算で1〜10mg/m、有機化合物を炭素原子換算で5〜60mg/m含有し、該有機化合物が下記式(1)、
OH

− φ −CH− ・・・(1)


「式中、φはベンゼン環を表し、Xは水素原子又は下記式(2)
Z= −CH−N−R ・・・(2)


(式中、R及びRの各々は水素原子、C1〜C10のアルキル基又はC1〜C10のヒドロキシアルキル基である)で表されるZ基を表し、Z基の導入率はベンゼン環1個当たり0.3〜1.0個であるものとする」、
で表される構造単位によりなる有機重合体で、該有機重合体の平均分子量がXを全て水素原子としたとき、1000〜100000である有機化合物から成る有機−無機複合表面処理層である。
この有機−無機複合表面処理層の形成には、有機物が上記式(1)で示される有機重合体を用いることが好ましい。
【0019】
本発明においては特に、上記式(2)中の、R及びRの各々は水素原子、C1〜C10のアルキル基又はC1〜C10のヒドロキシアルキル基であることが好ましい。C11以上のアルキル基又はヒドロキシアルキル基ではミクロポーラス的な部位が多くなり、緻密な皮膜が形成されないために耐食性の劣化を引き起こす。さらに、アルキル基部が長いために、疎水性が大きくなりフィルムとの密着性が弱くなる。
【0020】
Xで表されるZ基の導入率はベンゼン環1個あたり0.3〜1.0であることが好ましい。Z基の導入率が0.3未満では密着性が充分でない。
Z基の導入率は通常用いられる方法により算出され、特に限定される物ではない。例えば、CHNS−O元素分析により有機化合物を完全燃焼させ、生成したガス(CO、HO、N、SO)を測定することにより各元素の定量を行い、定量結果より導入率を算出することができる。
【0021】
有機重合体の分子量は、前記Xを全て水素原子にした時、1,000〜100,000の範囲、特に1,000〜10,000の範囲にあることが好ましい。分子量が1,000未満では、加熱生成物の柔軟性に不足し、加工時に有機−無機複合皮膜内で凝集破壊を起こし密着性が不足する。分子量が100,000以上では皮膜を構成する無機成分との反応が充分でなく、耐食性が不足する。
【0022】
前記有機重合体は平均分子量が1種のものを用いても良いし、平均分子量が異なる2種以上の重合体を混合して用いても良い。
分子量の測定は、皮膜を剥離した後、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって行うことができる。
【0023】
有機−無機複合皮膜中の有機物の付着量は耐食性と密着性を左右する。有機物の付着量は炭素原子に換算して5〜60mg/mの範囲が好ましい。炭素の付着量が5mg/m未満では、アルミニウム合金の表面を充分に覆うことができず充分な密着性と耐食性が得られない。60mg/mを超えても性能上問題はないが、外観に望まれない変化を生じたり、コスト高となる。
【0024】
前記炭素付着量の測定は、市販の表面炭素分析装置を用いて測定することができる。表面炭素分析装置はサンプルを昇温し、表面に存在する炭素を酸化してガス化し、このガスをIR(赤外吸収)で定量する原理となっている。測定条件は表面の炭素を酸化してガス化させる条件であれば良いが、一般に400〜500℃で5〜10分の条件で測定することが好ましい。
式(1)で表される重合体は、常法により製造することができる。例えば、式(1)で表される重合体は、フェノール化合物またはナフトール化合物とホルムアルデヒドとを重縮合し、ついでホルムアルデヒドとアミンを用いて官能基Xを導入することにより製造する。ホルムアルデヒドとしては通常ホルマリンを用いる。重合体の分子量については特に制限はないが、前記Xを全て水素原子としたときの分子量が通常1,000〜100,000程度、好ましくは1,000〜10,000程度であるのが適当である。
【0025】
有機−無機複合表面処理層Iにはジルコニウム化合物を含む。ジルコニウム化合物の付着量は耐食性と密着性を左右する。ジルコニウム原子換算で2〜20mg/mの範囲が好ましい。ジルコニウムの付着量が2mg/m未満では前記炭素と同様にアルミニウム合金表面を充分に覆うことができず耐食性が不足する。20mg/mを超えると加工時に表面処理皮膜内部での凝集破壊を起こしやすくなり、密着性に問題が出る場合がある。
【0026】
上記表面処理層に用いられるジルコニウム化合物としては、ジルコニウムを含有する化合物であれば特に限定されないが、当該pHでの安定性が良好で、皮膜形成性に優れることから、フッ素を含有している水溶性ジルコニウム化合物が好ましい。
【0027】
フッ素を含有している水溶性ジルコニウム化合物としては特に限定されず、例えば、HZrF、(NHZrF、KZrF、NaZrF、LiZrF等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0028】
有機−無機複合表面処理層Iにはリン化合物を含む。表面処理皮膜中のリン化合物の付着量は、リン原子換算で1〜10mg/mの範囲が好ましい。リンの付着量が1mg/m未満では前記ジルコニウムの付着量と同様の理由で耐食性が不足する。リン付着量が10mg/mを超えると密着性が問題となる場合がある。
【0029】
表面処理皮膜中のリン化合物は、リン酸系化合物であることが、有機樹脂層と金属材料との密着性を高める観点から好ましい。かかる目的に使用し得るリン酸系化合物としては、リン酸もしくはその塩、縮合リン酸もしくはその塩、リン酸ジルコニウム、リン酸チタン等を挙げることができる。ここで塩としてはアンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩を挙げることができる。
また、密着性を向上させる目的で有機ケイ素化合物を配合できる。有機ケイ素化合物としては、ビニルエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【0030】
ジルコニウム化合物の付着量、及びリン化合物の付着量は、市販の蛍光X線分析装置で定量することができる。すなわち、ジルコニウム又はリンの付着量が既知で付着量の異なるサンプルを複数測定し、この際の強度より、強度−付着量の検量線を作成する。同様の条件で本発明の被覆金属材料からサンプルを切り出し、測定する。この測定強度を検量線に基づき付着量に変換することにより、上記ジルコニウム化合物の付着量、及びリン化合物の付着量を測定することができる。
【0031】
有機−無機複合表面処理層Iの厚みについては、皮膜厚が5〜500nmであることが好ましく、15〜300nmであることがより好ましく、50〜300nmであることがさらに好ましい。皮膜厚が5nm未満ではラミネートフィルムとの優れた密着性が得られず、500nmを超えると金属材料の有する色調を損ねる可能性が高い。
さらに、有機−無機複合表面処理層Iは、アルミニウム合金材料の表面の90%以上を被覆していることが好ましい。90%未満の被覆率では加工時にフィルムが剥離しやすい。
【0032】
有機−無機複合表面処理層Iの皮膜厚および被覆率は、常法により、市販のXPS(X線光電子分光分析)装置で定量することができる。XPSとはサンプルを超高真空(10−5Pa以下)においてX線で励起し、この際に放出される光電子を分析する装置である。この光電子の強度と感度係数より表面に存在する原子の比率を計算することができる。
【0033】
有機−無機複合表面処理層Iを構成する皮膜は、有機−無機複合表面処理液を、アルミニウム合金板に皮膜処理することにより得られる。
表面処理液は、上記重合体、ジルコニウム化合物及びリン化合物を溶媒である水に溶解させることにより作製する。以下、処理液の調整について述べる。
表面処理液には、有機化合物を皮膜として形成させるために水溶性の重合体を使用することができる。これにリン酸イオン、ジルコニウムの錯フッ化物とを共存させることが好ましい。また、水溶性重合体とリン酸、錯フッ化物が沈殿しやすいpHに調整することが好ましい。この処理液をアルミニウム合金板に接触させることにより処理を行う。処理時、フッ素化合物によりアルミニウム表面がエッチングされ、この際に界面でpH上昇が起こる。これにより共存する水溶性重合体及びリン化合物が表面に析出し、皮膜となる。表面処理されたアルミニウム板は未反応物を除去するため水で洗浄し、更に純水等で洗浄し乾燥後、表面処理アルミニウム合金板を得ることができる。
【0034】
有機−無機複合表面処理液において、上記重合体の濃度は100mg/L以上であることが好ましく、100〜10,000mg/Lであることがより好ましく、300〜3,000mg/Lであることがさらに好ましい。重合体の濃度が100mg/L未満であると皮膜の形成が充分でなく、10,000mg/Lを超えるとコストが高くなる。
【0035】
有機−無機複合表面処理液において、上記ジルコニウム化合物の含有量は、ジルコニウムとして、100〜10,000mg/L、好ましくは300〜1,000mg/Lである。100mg/L未満であると、短時間処理で充分なジルコニウム皮膜量が得られず、密着性、耐食性が低下するおそれがある。一方、10,000mg/Lを超えると、性能向上、処理時間の短縮は認められず、かつコスト高となるおそれがある。
【0036】
有機−無機複合表面処理液において、上記リン化合物の含有量は、リンとして100〜10,000mg/L、好ましくは300〜1,000mg/Lである。100mg/L未満であると、形成される皮膜中に適切なリン皮膜量が得られず、密着性が低下するおそれがあり、10,000mg/Lを超えても、過剰に存在することになるだけで密着性、耐食性を向上させる効果は見られず、コスト高となるおそれがある。
【0037】
有機−無機複合表面処理液のpHは、2.5〜5.5、特に2.8〜4.0の範囲内にあることが好ましい。pHが2.5未満の場合は、金属表面のエッチングが促進され過ぎるため、皮膜外観が不良となり、また、得られる皮膜の耐食性も悪化する。一方、pHが5.5を超えると、化成反応が満足に進行せず、化成皮膜が形成されにくくなる。
【0038】
有機−無機複合表面処理液には、上記成分の他に必要に応じて、更に、エッチング助剤、キレート剤、pH調整剤を使用することができる。
【0039】
エッチング助剤としては、例えば、過酸化水素、フッ化水素酸、フッ化水素酸塩、フッ化硼酸等を挙げることができる。なお、フッ素イオンの供給源として、上記水溶性ジルコニウム化合物として挙げたジルコニウムの錯体を用いる場合には、生成するフッ素イオンの量が不充分であるので、上記フッ素化合物を併用することが好ましい。
【0040】
キレート剤としては、例えば、クエン酸、酒石酸、グルコン酸等、アルミニウムと錯体を形成する酸及びそれらの金属塩等を挙げることができる。
【0041】
pH調整剤としては、例えば、リン酸、縮合リン酸、フッ化水素酸、硝酸、過塩素酸、硫酸、硝酸ナトリウム、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、アンモニア等の表面処理に悪影響を与えない酸又は塩基を挙げることができる。
【0042】
[有機−無機複合表面処理層II]
有機−無機複合表面処理層IIは、ジルコニウム化合物及び/又はチタン化合物を、ジルコニウム及び/又はチタン原子換算で4〜30mg/m含有し、有機ホスホン酸化合物を、リン原子換算で0.2〜9mg/m含有し、タンニンを、炭素原子換算で2〜90mg/m含有する有機−無機複合表面処理層である。
【0043】
有機−無機複合表面処理層IIに用いられるジルコニウム化合物としては、ジルコニウムを含有する化合物であれば特に限定されないが、当該pHでの安定性が良好で、皮膜形成性に優れることから、フッ素を含有している水溶性ジルコニウム化合物が好ましい。
【0044】
フッ素を含有している水溶性ジルコニウム化合物としては特に限定されず、例えば、HZrF、(NHZrF、KZrF、NaZrF、LiZrF等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0045】
チタン化合物としては、チタンを含有する化合物であれば特に限定されないが、当該pHでの安定性が良好で、皮膜形成性に優れることから、フッ素を含有している水溶性チタン化合物が好ましい。
【0046】
フッ素を含有している水溶性チタン化合物としては特に限定されず、例えば、HTiF、(NHTiF、KTiF、NaTiF等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0047】
ジルコニウム化合物及び/又は上記チタン化合物の含有量は、上記表面処理皮膜中において、ジルコニウム及び/又はチタン原子換算で、4〜30mg/m、特に7〜25mg/mの範囲にあることが好ましい。4mg/m未満であると、処理皮膜の密着性、耐食性が低下するおそれがある。一方30mg/mを超えると、処理皮膜の密着性が低下するおそれがあり、また、性能向上は認められず、コスト高となるおそれもある。なお、上記ジルコニウム化合物及び/又は上記チタン化合物の含有量とは、上記有機−無機複合表面処理皮膜中に含まれるジルコニウムとチタンとの合計の含有量である。
【0048】
有機−無機複合表面処理層IIは、有機ホスホン酸化合物を含有するものである。
有機ホスホン酸化合物は、ホスホン基(−PO)を化合物中に有する有機化合物を意味するものであるが、化合物中の炭素原子にホスホン基(−PO)が結合した化合物であることが好ましい。
有機ホスホン酸化合物のなかでも、化合物中の炭素原子にホスホン基(−PO)が結合した化合物としては特に限定されず、例えば、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、2−ホスホブタノン1,2,4−トリカルボン酸等を挙げることができる。
上記有機ホスホン酸化合物としてはまた、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)等も挙げることができる。
【0049】
有機ホスホン酸化合物のなかでも、皮膜析出性、皮膜形成後の耐食性、皮膜密着性に優れることから、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、2−ホスホブタノン1,2,4−トリカルボン酸が好ましい。
有機ホスホン酸化合物は、水溶性であることが好ましい。水溶性の化合物である場合には、有機溶媒を用いる必要がなくなり、環境に対する負荷を軽減することができる。
【0050】
有機ホスホン酸化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なお、ホスホン基に含まれる水素原子をアルカリ金属又はアンモニウム等で置換した有機ホスホン酸化合物塩を有機−無機複合表面処理皮膜に含有させることは、形成される皮膜の耐食性が低下することから好ましくない。
有機ホスホン酸化合物の含有量は、上記有機−無機複合表面処理層中で、リン原子換算で、0.2〜9mg/m、特に0.6〜3mg/mの範囲で含有するものであることが好ましい。上記範囲よりも少ない場合には、処理皮膜の密着性が低下するおそれがあり、一方上記範囲を超えても、過剰に存在することになるだけで密着性を向上させる効果は見られず、コスト高となるおそれがある。
【0051】
有機−無機複合表面処理層IIは、タンニンを含有するものである。
タンニンは、タンニン酸ともいい、広く植物界に分布する多数のフェノール性ヒドロキシル基を有する複雑な構造の芳香族化合物の総称である。タンニンは、加水分解性タンニンでも縮合型タンニンでもよい。
タンニンとしては、ハマメリタンニン、カキタンニン、チヤタンニン、五倍子タンニン、没食子タンニン、ミロバランタンニン、ジビジビタンニン、アルガロビラタンニン、バロニアタンニン、カテキンタンニン等を挙げることができる。また、タンニンは、植物中に存在するタンニンを加水分解等の方法によって分解したタンニン分解物であってもよい。
タンニンとしては、市販のもの、例えば「タンニン酸エキスA」、「B タンニン酸」、「N タンニン酸」、「工用タンニン酸」、「精製タンニン酸」、「Hi タンニン酸」、「F タンニン酸」、「局タンニン酸」(いずれも大日本製薬社製)、「タンニン酸=AL」(富士化学工業製)等を使用することもできる。タンニンは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
タンニンは、数平均分子量が200以上であることが好ましい。タンニンとしてタンニン分解生成物を使用する場合、分解が進行しすぎて分子量が200未満の低分子量化合物である場合には、タンニンとしての性質を有さないため、皮膜形成後の皮膜密着性が向上しないおそれがある。
タンニンの含有量は、上記有機−無機複合表面処理層II中において、炭素原子換算で、2〜90mg/m、特に6〜30mg/mの範囲にあることが好ましい。上記範囲よりも少ないと、処理皮膜の密着性が低下するおそれがあり、一方上記範囲を超えると、処理皮膜の密着性、耐食性が低下するおそれがある。
有機−無機複合表面処理層II中の上記ジルコニウム化合物及び/又は上記チタン化合物のジルコニウム及びチタン量、有機ホスホン酸化合物のリン量は、蛍光X線分析装置により測定することができ、タンニンの量は、形態別炭素/水分分析装置によって測定される有機炭素量により測定することができる。
【0052】
有機−無機複合表面処理層IIは、有機−無機複合表面処理液を、アルミニウム合金板に皮膜処理することにより得られる。
上記有機−無機複合表面処理液は、上記ジルコニウム化合物及び/
又は上記チタン化合物、有機ホスホン酸化合物、及び上記タンニンを溶媒に溶解させることにより作製する。
【0053】
有機−無機複合表面処理液において、ジルコニウム化合物及び/又は上記チタン化合物の含有量は、ジルコニウム及び/又はチタンの量として質量基準で、40〜1000ppm、特に100〜300ppmの範囲にあることが好ましい。40ppm未満であると、短時間処理で充分なジルコニウム又はチタン皮膜量が得られず、密着性、耐食性が低下するおそれがある。1000ppmを超えると、密着性が低下するおそれがあり、また、性能向上、処理時間の短縮は認められず、コスト高となるおそれもある。なお、水溶性ジルコニウム化合物及び/又は水溶性チタン化合物の含有量とは、ノンクロム金属表面処理剤中に含まれるジルコニウムとチタンとの合計の含有量である。
有機−無機複合表面処理液中において、有機ホスホン酸化合物の含有量は、20〜500ppm、特に50〜200ppmの範囲にあることが好ましい。20ppm未満であると、形成される皮膜中に適切なリン皮膜量が得られず、密着性が低下するおそれがあり、500ppmを超えても、過剰に存在することになるだけで密着性、耐食性を向上させる効果は見られず、コスト高となるおそれがある。
タンニンの含有量は、有機−無機複合表面処理液中において、質量基準で200〜5000ppm、特に500〜2000ppmの範囲にあることが好ましい。200ppm未満であると、形成される皮膜中に、適切な炭素皮膜量が得られず、耐食性、密着性が低下するおそれがある。5000ppm を超えても、耐食性、密着性等の性能が向上、処理時間の短縮は認められず、コスト高となるおそれがある。
【0054】
有機−無機複合表面処理液のpHは、1.6〜4.0、特に1.8〜3.4、より好適には2.2〜2.8の範囲内にあることが望ましい。pHが1.6未満の場合は、金属表面のエッチングが促進され過ぎるため、皮膜外観が不良となり、また、得られる皮膜の耐食性も悪化する。pHが4.0を超えると、化成反応が満足に進行せず、化成皮膜が形成されにくくなる。
【0055】
有機−無機複合表面処理液には、上記成分の他に必要に応じて、更に、エッチング助剤、キレート剤、pH調整剤を使用することができる。
【0056】
エッチング助剤としては、例えば、フッ化水素酸、フッ化水素酸塩、フッ化硼酸等を挙げることができる。なお、フッ素イオンの供給源として、上記水溶性ジルコニウム化合物、上記チタン化合物として挙げたジルコニウム又はチタンの錯体を用いる場合には、生成するフッ素イオンの量が不充分であるので、上記フッ素化合物を併用することが好ましい。
【0057】
キレート剤としては、例えば、クエン酸、酒石酸、グルコン酸等、アルミニウムと錯体を形成する酸及びそれらの金属塩等を挙げることができる。
pH調整剤としては、例えば、硝酸、過塩素酸、硫酸、硝酸ナトリウム、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、アンモニア等の表面処理に悪影響を与えない酸又は塩基を挙げることができる。
【0058】
(有機−無機表面処理層の形成)
有機−無機複合表面処理層I、有機−無機複合表面処理層IIのいずれにおいても、有機−無機複合表面処理層の形成に先立って、従来公知の方法により、アルミニウム基材表面を洗浄、脱脂する。具体的には、アルカリ洗浄、水洗、酸洗浄、水洗、有機−無機複合表面処理、水洗、乾燥の各工程を順次行うことが好ましい。
有機−無機複合表面処理層の形成は、前述した処理液をアルミニウム基板表面に接触させて該表面と反応させることにより、皮膜の形成を行うことができる。アルミニウム基板と処理液との接触は、これに限定されないが、ロールコート法、スプレー法、浸漬法等の従来公知の方法により行うことができる。
この際30〜80℃の温度範囲で1〜20秒間処理を行うことが好ましい。上記範囲よりも低い温度では、反応速度が低下し、皮膜の析出性が悪くなるため、十分な皮膜量を得るために長時間を要し、生産性に劣るようになる。一方上記範囲よりも高い温度では、エネルギーのロスが大きくなる可能性がある。
処理後、水洗、乾燥することが好ましく、加熱乾燥を40〜120℃の温度範囲で6〜60秒行うことにより、表面上で有機重合体が高分子化し、より高い耐食性を要求される場合には、乾燥温度を180℃以上にすることにより、表面上で重合度を高めることができる。
【0059】
(プライマー)
本発明でポリエステルフィルムを被覆するために用いるプライマーは、カルボキシル基導入ポリエステル樹脂を30重量%以上含有するポリエステル樹脂とフェノール樹脂を50:50〜85:15、特に65:35〜75:25の重量比で含有して成るものである。
【0060】
カルボキシル基導入ポリエステル樹脂が30重量%未満になると、プライマー層と表面処理層との密着性や、プライマー層とポリエステルフィルムとの密着性が低下する。また、ポリエステル樹脂とフェノール樹脂の配合比(重量比)が上記範囲よりもフェノール樹脂の配合量が少ない場合には、プライマーの硬化の程度が不十分になり、結果として密着性や耐食性が低下する傾向にあり、一方上記範囲よりもフェノール樹脂の配合量が多い場合には、プライマー層が脆くなり、ポリエステルフィルム被覆金属板の加工の際、プライマー層と表面処理層との界面破壊が生じ、やはり密着性や耐食性が低下する傾向がある。
【0061】
[カルボキシル基導入ポリエステル樹脂]
ポリエステル樹脂は、ポリエステルにカルボン酸無水物基を有する化合物が開環付加反応して得られるポリエステル樹脂であって、当該開環付加反応に使用する化合物には少なくともカルボン酸ポリ無水物が含まれ、樹脂酸価は150meq/kg〜800meq/kgであり、スチレン換算数平均分子量は5000〜100000であるポリエステル樹脂が用いられる。
樹脂酸価が上記範囲より小さい場合には、本発明に用いるポリエステル樹脂の分散性が低下し、分散体の保存性が不安定となる。一方、上記範囲より大きい場合には、耐レトルト性が低下する。また、スチレン換算数平均分子量が上記範囲より小さい場合にはプライマー層が脆くなり、加工性や耐レトルト性に劣り、上記範囲より大きい場合には塗装作業性が低下する。
ポリエステル樹脂に使用されるカルボン酸成分としては、たとえば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、ダイマー酸、などの脂肪族ジカルボン酸、(無水)マレイン酸、フマル酸、テルペン−マレイン酸付加体、などの不飽和ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、1,2−シクロヘキセンジカルボン酸、などの脂環族ジカルボン酸、(無水)トリメリト酸、(無水)ピロメリト酸、メチルシクロへキセントリカルボン酸、などの3価以上のカルボン酸、4,4−ビス(4’−ヒドロキシフェニル)−ペンタン酸、4−モノ(4’−ヒドロキシフェニル)−ペンタン酸、p−ヒドロキシ安息香酸、などのモノカルボン酸が挙げられ、これらの中から一種または二種以上を選択し使用できる。
【0062】
ポリエステル樹脂に使用される多価アルコール成分としては、たとえば、エチレングリコール、プロピレングリコール(1,2−プロパンジオール)、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1−メチル−1,8−オクタンジオール、3−メチル−1,6−ヘキサンジオール、4−メチル−1,7−ヘプタンジオール、4−メチル−1,8−オクタンジオール、4−プロピル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、などの脂肪族グリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のエーテルグリコール類、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカングリコール類、水添加ビスフェノール類、などの脂環族ポリアルコール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、などの3価以上のポリアルコールを挙げることができ、これらの中から一種、又はそれ以上を選び使用できる。
【0063】
前記カルボン酸無水物基を有する化合物のうち、カルボン酸ポリ無水物が、ポリエステル樹脂へ開環付加することにより、ポリエステル樹脂分子鎖中に2価のカルボキシル基をもつペンダント状の構造が与えられる。
ポリエステル樹脂に開環付加する分子内にカルボン酸無水物基を有する化合物のうち、カルボン酸ポリ無水物としては、たとえば、無水ピロメリト酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ペンタンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、エチレングリコールビストリメリテート二無水物、2,2’,3,3’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、チオフェン−2,3,4,5−テトラカルボン酸二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物などがあり、これらの中から一種、または二種以上を選び使用できる。上記カルボン酸ポリ無水物のうちでは、エチレングリコールビストリメリテート二無水物が最も好適に使用できる。
【0064】
ポリエステル樹脂に開環付加する分子内にカルボン酸無水物基を有する化合物のうち、カルボン酸モノ無水物としては、たとえば、無水フタル酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水トリメリト酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフルフリル)−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物等の一無水物、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、などが挙げられ、これらから一種または二種以上を選択し使用できる。
【0065】
分子内にカルボン酸無水物基を有する化合物を付加し、プライマーに用いるポリエステル樹脂を得る方法としては、特に限定はされず、公知の方法を採用可能である。
ポリエステル樹脂に開環付加する分子内にカルボン酸無水物基を有する化合物は、該全量100モル%のうち、10モル%以上を占めるカルボン酸ポリ無水物と、それ以外のカルボン酸モノ無水物とからなることが好ましい。上記カルボン酸ポリ無水物が10モル%未満だとポリエステル樹脂の分散性向上やポリエステル分子鎖の高分子量化の効果が得られにくく、加工性が低下する。
またポリエステル樹脂は、ガラス転移温度(Tg)が0℃〜120℃、特に40℃〜100℃の範囲にあるのが好ましい。
【0066】
[フェノール樹脂]
フェノール樹脂は、レゾール型フェノール樹脂であることが好ましい。
レゾール型フェノール樹脂は、3官能以上のフェノール化合物を50質量%以上含有するフェノール化合物とホルムアルデヒドとの共重合体であることがより好ましい。
3官能以上のフェノール化合物としては、たとえば、フェノール、m−クレゾール、m−エチルフェノール、3,5−キシレノール、m−メトキシフェノール、ビスフェノール−A、ビスフェノール−F、などが挙げられ、これらは一種または二種以上を混合して使用できる。特に、m−クレゾールを使用することが好ましい。
前記フェノール化合物に加え、本発明に用いるレゾール型フェノール樹脂の原料中に50質量%未満の範囲で性能を落とさない程度に加えてもよいフェノール化合物としては、たとえば、o−クレゾール、p−クレゾール、p−tert−ブチルフェノール、p−エチルフェノール、2,3−キシレノール、2,5−キシレノール、などの2官能のフェノール化合物が挙げられる。
【0067】
レゾール型フェノール樹脂は、3官能以上のフェノール化合物を50質量%以上含有するフェノール樹脂を、ホルマリン、パラホルムアルデヒドまたはトリオキサンなどでメチロール化することによって得られる。
【0068】
[プライマーの調製]
本発明に用いるプライマーは、カルボキシル基導入ポリエステル樹脂とフェノール樹脂を50:50〜85:15、特に65:35〜75:25の重量比で有機溶媒中に溶解させて配合させることにより調製することができる。
この際、硬化触媒として酸触媒を全樹脂分(ポリエステル樹脂とフェノール樹脂を併せたもの)100質量部に対して0.01質量部〜3質量部を含有することが好ましい。酸触媒としては、たとえば、硫酸、p−トルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸、樟脳スルホン酸、リン酸、およびこれらをアミンブロック(アミンを添加し一部中和すること)したもの、などが挙げられ、これらの中から一種または二種以上を併用することができる。これらの酸触媒の中では、樹脂との相溶性、衛生性の面からドデシルベンゼンスルホン酸、およびドデシルベンゼンスルホン酸をアミンブロックしたものが特に好ましい。
【0069】
有機溶剤としては、ポリエステル樹脂の可塑効果があり、かつ両親媒性を有するものが好ましく、たとえば、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、イソアミルアルコール、sec−アミルアルコール、tert−アミルアルコール、n−ヘキサノール、シクロヘキサノール、などのアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチルブチルケトンなどのケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、1,3−ジオキソラン、などの環状エーテル類、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等のグリコール誘導体、3−メトキシ−3−メチルブタノール、3−メトキシブタノール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジアセトンアルコール、アセト酢酸エチル、等を挙げることができる。
【0070】
また、この後、必要に応じ、ポリエステル樹脂を溶解する際に使用した有機溶剤を加熱留去、あるいは減圧留去することができる。有機溶剤を留去する方法としては、レゾール型フェノール樹脂が有機溶剤留去中の熱での縮合を抑えるためにも100℃以下での減圧留去が望ましく、80℃以下の減圧留去がさらに好ましい。この場合、有機溶剤を全量留去すれば完全に水系の樹脂組成物を得られるが、分散体の安定性、成膜性などから有機溶剤を3質量%〜20質量%含有させることが望ましい。
【0071】
プライマーは、ロールコート法、スプレー法、浸漬法、刷毛塗り法等の従来公知の方法により適用することができ、また、塗膜の膜厚は、特に限定されないが、一般的には、乾燥膜厚で0.3μm〜3μmの範囲にあることが好ましい。塗膜の焼付条件は、80℃〜150℃の温度で、5秒〜1分の範囲にあることが好ましい。
【0072】
(ポリエステルフィルム)
本発明のイージーオープン蓋に用いられる樹脂被覆金属板における被覆樹脂であるポリエステルフィルムは、従来樹脂被覆金属板に用いられていたポリエステル樹脂から成るフィルムを用いることができる。
ポリエステル樹脂としては、ホモポリエチレンテレフタレートであってもよいが、テレフタル酸以外の酸成分を酸成分基準で30モル%以下の量で、またエチレングリコール以外のアルコール成分をアルコール成分基準で30モル%以下の量で含有する共重合ポリエステル単体またはそれらのブレンド物であってもよい。
【0073】
テレフタル酸以外の酸成分としては、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、P−β−オキシエトキシ安息香酸、ジフェノキシエタン−4,4’−ジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、ダイマー酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等を挙げることができる。
【0074】
またエチレングリコール以外のアルコール成分としては、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどのグリコール成分を挙げることができる。
ポリエステルは、フィルム形成範囲の分子量を有するべきであり、溶媒として、フェノール/テトラクロロエタン混合溶媒を用いて測定した固有粘度〔η〕が0.5以上、特に0.52〜0.70の範囲にあることが腐食成分に対するバリヤー性や機械的性質の点からガラス転移点が50℃以上、特に60℃〜80℃の範囲にあるものであることが好ましい。
好適には、ポリエチレンテレフタレート、イソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート、ナフタレンジカルボン酸共重合ポリエチレンテレフタレート、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のブレンド物の何れかであることが好ましい。
【0075】
ポリエステルフィルムには、それ自体公知のフィルム用配合剤、滑剤、アンチブロッキング剤、顔料、各種帯電防止剤、酸化防止剤等を公知の処方によって配合することができる。
【0076】
またポリエステルフィルムは、未延伸でもよいが、二軸延伸されていることが好ましく、二軸延伸フィルムの延伸倍率は、一般に横方向に3〜5倍、縦方向に3〜5倍の範囲にあることが好ましく、またポリエステルフィルムの厚みは、一般に10〜40μmの範囲にあることが好ましい。
【0077】
本発明においては、上記ポリエステルフィルムがイージーオープン蓋の内面側の表層として位置すればよく、金属板側に下層が形成された二層構成にすることもできる。
【0078】
下層としては上述したポリエステル樹脂の何れをも用いることができるが、特にエチレンテレフタレート単位を主体とし、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の少なくとも一種を1〜30モル%の量で含有し、上層となるポリエステルフィルムにおける上記酸成分の配合量よりもその量が多いポリエステル樹脂から成ることが、加工密着性、耐デント性等の点から好適である。
二層構成で用いる場合、下層の厚みは5〜32μmの範囲にあることが好ましく、上層及び下層の厚み比は、1:1〜1:4の範囲にあることが加工性、耐食性などの点から好ましい。
【0079】
(ポリエステルフィルム被覆表面処理アルミニウム板)
図1は、本発明のイージーオープン蓋に用いるポリエステルフィルム被覆表面処理アルミニウム板の一例の断面構造を示す図である。全体を1で示す本発明のポリエステルフィルム被覆表面処理アルミニウム板は、アルミニウム基板2aの表面に有機−無機複合表面処理層2bが形成された表面処理アルミニウム基板2、イージーオープン蓋の内面となる側の表面処理アルミニウム基板2の有機−無機複合表面処理層2bの表面にはプライマー層3を介してポリエステルフィルム4とが形成されていると共に、イージーオープン蓋の外面となる側の表面処理アルミニウム板2の表面に、保護塗膜6が形成されている例である。
【0080】
図2は、図1のポリエステルフィルム被覆表面処理アルミニウム板において、ポリエステルフィルム4が上層4−1及びプライマー層3側の下層4−2から形成されている二層構成であると共に、イージーオープン蓋の外面となる側の表面処理アルミニウム板2の表面に、保護塗膜6が形成されている例である。
【0081】
本発明に用いるポリエステルフィルム被覆表面処理アルミニウム板は、ポリエステルフィルムを予め従来公知の方法により作成し、これをプライマーが塗布された表面処理アルミニウム基板に積層するか、或いはポリエステルフィルムにプライマーを塗布して金属板に積層する。また、アルミニウム基板の蓋外面となる面も、有機−無機表面処理層、プライマー、ポリエステルフィルムの構成としてもよい。
【0082】
(イージーオープン蓋)
本発明のイージーオープン蓋は、上述したポリエステルフィルム被覆表面処理アルミニウム板のポリエステルフィルムが形成された面を蓋の内面側となるようにして成形する以外は従来公知の形状をとることができ、フルオープン方式又はパーシャル方式の何れであってもよい。
イージーオープン蓋の成形は、先ずプレス成形工程で、樹脂被覆金属板を円板の形に打抜くと共に、所望の蓋形状に成形する。次いで、スコア刻印工程で、スコアダイスを用いて、蓋の外面側からスコアが金属素材の厚み方向の途中に達するようにスコアの刻印を行う。リベット形成工程において、リベット形成ダイスを用いてスコアで区画された開口予定部に外面に突出したリベットを形成させ、タブ取付工程で、リベットに開口用タブを嵌合させ、リベットの突出部を鋲出してタブを固定させることにより、イージーオープン蓋が成形される。
【0083】
図3及び図4に、本発明のイージーオープン蓋の一例であるパーシャルタイプのイージーオープン蓋を示す。図3は上面図、図4は図のA−A線における断面図を表すものである。
全体を10で示す本発明のイージーオープン蓋は、中央パネル部11、強化環状溝12及び最外周の巻締部13から成っている。中央パネル部11には、スコア14で囲まれた開口予定部15があり、また開口用タブ16がリベット17を介して固着されている。開口用タブ16は把持用リング18と押込用先端19と、リベット固定用舌片20を備えており、押込用先端19が開口予定部15と重なるように取り付けてある。強化環状溝12は、中央パネル部11から中央パネルラジアス部21を介して、内壁部22、ラジアス部23及び外壁部(チャックウォール)24からなっており、この外壁部24はシーミングパネル部25及びカール部26に接続されている。シーミングパネル部25及びカール部26の裏側は溝27になっており、この溝27には、密封用組成物(図示せず)がライニングされ、缶胴フランジ(図示せず)との間に二重巻締による密封が行なわれることになる。
【実施例】
【0084】
以下に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。また実施例中、「部」は特に断りのない限り「質量部」を意味する。
【0085】
(表面処理剤の調製)
[表面処理液A]
1.重合体の調製
前記式(1)で表される水溶性重合体において、Xが、水素原子またはZ=−CHN(CHであって、Z基の導入率がベンゼン環1個あたり0.5個であり、Xを全て水素原子とした時の平均分子量が3000の重合体とした。
・Z基の導入率の算出
FISONS社製EA1108型元素分析装置を用いて、調製した前記重合体中に含まれるC、H、N、S元素の定量を行った。定量結果よりZ基導入率を算出した。
【0086】
2.処理液の調製
常温のイオン交換水を攪拌装置付きベッセルに仕込んだ。常温にて攪拌しながら、40%フッ化ジルコニウム水素酸(Zrとして17.6%含有)71g/L、85%リン酸15g/L、55%フッ化水素酸9g/Lを加え、続いて、上記重合体40g/Lを攪拌しながら溶解した。その後、イオン交換水を用いて4%に希釈した後、アンモニアを添加してpH3.0に調整し、淡黄色の水溶液(表面処理液A)を得た。
【0087】
[表面処理液B〜F]
表面処理液Aの調製において、ジルコニウム成分、リン成分、重合体濃度、pH、重合体の平均分子量、及び重合体のZ基導入率を表1に示すように変化させた以外は同様にして表面処理液B〜Fを得た。
【0088】
[表面処理液G]
イオン交換水9956.3gを攪拌装置付きベッセルに仕込んだ。常温にて攪拌しながら、フッ化ジルコニウム水素酸(Zrとして17.6%含有)11.5gを徐々に添加した。更に攪拌しながら、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸4.2gを徐々に添加した。次いで攪拌しながら、タンニン酸(不揮発分50%)28gを徐々に添加した。続いて攪拌しながら、処理剤に対し、フリーフッ素濃度が12ppmとなるようにフッ化水素酸を配合した後、アンモニアを添加し、処理剤のpHを2.6に調整した。10分攪拌を継続し、フッ化ジルコニウム水素酸をジルコニウムとして200ppm、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸をリンとして120ppm、タンニン1400ppm含有する微褐色の水溶液(表面処理液G)を得た。
【0089】
[表面処理液H]
イオン交換水9960.5gを攪拌装置付きベッセルに仕込んだ。常温にて攪拌しながら、フッ化チタン水素酸(Tiとして29.3%含有)7.3gを徐々に添加した。更に攪拌しながら、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸」4.2gを徐々に添加した。次いで、攪拌しながら、タンニン酸(不揮発分50%)28gを徐々に添加した。続いて攪拌しながら、処理剤に対し、フリーフッ素濃度が12ppmとなるようにフッ化水素酸を配合した後、アンモニアを添加し、処理剤のpHを2.6に調整した。10分間攪拌を継続し、フッ化チタン水素酸をチタンとして220ppm、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸をリンとして120ppm、タンニン1400ppmを含有する微褐色の水溶液(表面処理液H)を得た。
【0090】
(アルミニウム合金板の洗浄)
市販のアルミニウム−マグネシウム合金板(JIS5021 板厚:0.25mm)を、市販の強アルカリ系脱脂剤(日本パーカライジング株式会社製「ファインクリーナー4377」)を用いて、薬剤濃度:20g/L、処理温度60℃、処理時間7秒の条件でスプレー処理した。その後、表面に残存しているアルカリ分を水道水により洗浄した。
【0091】
(アルミニウム合金板への表面処理)
得られたアルミニウム合金板に、前記表面処理液A〜Hを用いスプレーにて温度50℃〜60℃、処理時間1秒〜5秒にて表面処理した後、未反応物を水道水により洗浄後、更に3,000,000Ω以上の脱イオン水にて洗浄し、その後80℃で乾燥し、有機−無機複合表面処理層を形成させた表面処理金属板を得た。
・皮膜量測定
形成された有機−無機複合表面処理層のジルコニウム、チタン、クロム、リンの付着量(mg/m)を、島津製作所社製 蛍光X線分析装置「XRF−1700」を用いて測定した。炭素の付着量(mg/m)は、米国LECO社製 形態別炭素/水分分析装置「RC412」を用いて測定した。サンプルサイズは32cmで測定条件は400℃−8分とした。結果を表に示す。
【0092】
(プライマーの作製)
・カルボキシル基導入ポリエステル樹脂の作製
テレフタル酸400部、イソフタル酸400部、エチレングリコール500部、ネオペンチルグリコール500部、チタンテトラブトキシド0.5部を四つ口フラスコに仕込み、4時間かけて235℃まで徐々に昇温してエステル化させ、所定量の水を溜出させた後、30分間減圧初期重合を行い、更に255℃まで昇温し、80分間重合させ目標分子量に達した事を確認し、窒素雰囲気化で220℃まで冷却した。次いでエチレングリコールビストリメリテート二無水物20部、無水トリメリット酸20部を投入し、窒素雰囲気化で200℃〜230℃1時間攪拌し、目的のポリエステル樹脂を得た(ポリエステル樹脂A)。このポリエステル樹脂Aをゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によってスチレン換算数平均を測定した結果、12000であった。また、このポリエステル樹脂A1gを100ccのクロロホルムに溶解し、0.1NのKOHエタノール溶液で滴定し、樹脂1Kg当たりの当量(酸価)を測定した結果380meq/Kgであった。
またポリエステル樹脂Aと、カルボキシル基を導入してないポリエステル樹脂B(東洋紡製GK880;数平均分子量18000、酸価60meq/Kg)とをブレンドして、ポリエステル樹脂A:ポリエステル樹脂B=30:70のポリエステル樹脂C、ポリエステル樹脂A:ポリエステル樹脂B=25:75のポリエステル樹脂Dを調製した。
m−クレゾール500重量部とホルマリン500重量部を水酸化マグネシウム触媒の存在下に反応させ、精製させ、溶媒に溶解させてレゾール型フェノールホルムアルデヒド樹脂溶液を製造した。
上記ポリエステル樹脂A〜Dと上記レゾール型フェノールホルムアルデヒド樹脂を固形分重量比で表1に示す量比で混合し、ドデシルベンゼンスルホン酸を固形分に対して0.5重量部の割合で配合してプライマーを調製した。
【0093】
(フィルムの作製)
平均粒径1.5μm、粒径比1.0乃至1.2の真球状シリカ滑剤を0.1重量%含有するイソフタル酸11モル%共重合ポリエチレンテレフタレートを、260〜290℃にて溶融押出し、回転ドラム上にて急冷固化して未延伸フィルムを得、ついでこの未延伸フィルムを80〜110℃にて縦方向に3〜5倍延伸し、次いで90〜130℃にて横方向に3〜4倍延伸し、その後、フィルムを160〜195℃で熱固定することにより製造した。このフィルムの延伸後の膜厚は、30μmであった。
【0094】
(実施例1)
前述したフィルムの片面に、前記ポリエステル樹脂A/フェノールホルムアルデヒド樹脂が70/30のプライマーを固形分で10mg/dmとなるように塗布し、100℃のオーブンで乾燥した。
前述した表面処理液Aを用いて作製された表面処理アルミニウム板を230℃に加熱し、上記プライマーを塗布したイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを、プライマー塗布面がアルミニウム板側になる様に、ラミネートロール温度150℃、通板速度150m/分で熱ラミネートし直ちに水冷することにより片面ラミネートしたアルミニウム合金板を作製した。
上記片面ラミネートアルミニウム合金板のラミネートしていない面にエポキシユリア塗料を塗布し(乾燥後の膜厚3μm)、185℃10分焼付けてアルミニウム合金缶蓋用素材を得た。
作製した樹脂被覆アルミニウム合金缶蓋用素材を、上記樹脂被覆面が蓋の内面側に存在する方向で直径68.7mmに打ち抜き、次いで蓋の外面側にパーシャル開口型のスコア加工(幅22mm、スコア残厚110μm、スコア幅20μm)、リベット加工並びに開口用タブの取り付けを行い、イージーオープン蓋の作製を行った。
【0095】
(実施例2,3)
用いるプライマーのポリエステル/フェノール比を表1に示す値に変えた以外は実施例1と同様にして、イージーオープン蓋を作製した。
【0096】
(実施例4)
用いるプライマーのポリエステル樹脂としてポリエステル樹脂C(カルボキシル基導入ポリエステル樹脂30重量%含有)を用いた以外は実施例1と同様にして、イージーオープン蓋を作製した。
【0097】
(実施例5,6)
用いるプライマーのポリエステル/フェノール比を表1に示す値に変えた以外は実施例4と同様にして、イージーオープン蓋を作製した。
【0098】
(実施例7〜11)
上記表面処理液B〜Fをそれぞれ使用した以外は、実施例1と同様にしてイージーオープン蓋を作製した。
【0099】
(実施例12)
上記表面処理液Gを使用した以外は、実施例1と同様にしてイージーオープン蓋を作製した。
【0100】
(実施例13)
上記表面処理液Hを使用した以外は、実施例1と同様にしてイージーオープン蓋を作製した。
【0101】
(比較例1,2)
用いるプライマーのポリエステル/フェノール比を表1に示す値に変えた以外は実施例1と同様にして、イージーオープン蓋を作製した。
【0102】
(比較例3,4)
用いるプライマーのポリエステル/フェノール比を表1に示す値に変えた以外は実施例4と同様にして、イージーオープン蓋を作製した。
【0103】
(比較例5)
用いるプライマーのポリエステル樹脂としてポリエステル樹脂D(カルボキシル基導入ポリエステル樹脂25重量%含有)を用いた以外は実施例1と同様にして、イージーオープン蓋を作製した。
【0104】
(比較例6)
用いるプライマーのポリエステル樹脂としてポリエステル樹脂B(カルボキシル基導入ポリエステル樹脂含有なし)を用いた以外は実施例1と同様にして、イージーオープン蓋を作製した。
【0105】
(比較例7)
表面処理剤として、リン酸ジルコニウム系処理剤(日本パーカライジング株式会社製「アロジンN−405」)を使用した以外は、実施例1と同様にしてイージーオープン蓋を作製した。
【0106】
(比較例8)
表面処理剤として、リン酸クロメート系処理剤(日本パーカライジング株式会社製「アルクロムK702」)を使用した以外は、実施例1と同様にしてイージーオープン蓋を作製した。
【0107】
(評価方法)
実施例1〜13及び比較例1〜8により得られたイージーオープン蓋について、下記評価を行い、結果を表1に示した。
【0108】
1.フェザリング評価(密着性)
得られたイージーオープン蓋について、レトルト殺菌処理(130℃で50分間)を実施した後、実際に缶蓋を開口し、開口部分のフェザリングの発生を評価した。各n=200枚実施した。各蓋の最大フェザリング長さをもとに、200枚の平均フェザリング長さを算出し、次の基準で評点をつけ、表1にまとめた。製品としての使用可能範囲は○及び△で示した製品である。
○:平均フェザリング長さが1.0mm未満
△:平均フェザリング長さが1.0mm以上、1.5mm未満
×:平均フェザリング長さが1.5mm以上
【0109】
2.開口性評価
得られたイージーオープン蓋について、レトルト殺菌処理(130℃で50分間)を実施した後、開口性評価を実施した。各n=200枚実施した。評価結果は、タブ折れなどによる開口不良数/開口数で示し、表1にまとめた。
【0110】
3.パック試験
一般食缶用溶接缶胴に、内容物コーンスープを充填し、得られたイージーオープン蓋を常法に従って巻締め、130℃−90分間殺菌処理した。イージーオープン蓋が下側になる状態で、55℃−2カ月貯蔵した後、開缶機で巻締部を切断して蓋を缶胴から離した後、該蓋内面の腐食状態を顕微鏡で観察し、評価した。
評価はn=50で実施し、評価結果を表1にまとめた。1枚でも腐食があった場合は、表中に記載した。
【0111】
【表1】
Figure 0004911039

【図面の簡単な説明】
【0111】
図1は、本発明に用いるポリエステルフィルム被覆表面処理アルミニウム板の一例を示す断面図である。
図2は、本発明に用いるポリエステルフィルム被覆表面処理アルミニウム板の他の一例を示す断面図である。
図3は、本発明のイージーオープン蓋の一例の上面図である。
図4は、図3のA−Aにおける拡大断面図である。

Claims (6)

  1. ジルコニウム化合物及び/又はチタン化合物と有機化合物とを含有する表面処理層が形成されたアルミニウム基板の蓋内面となる表面に、プライマーを介してポリエステルフィルムが被覆されて成るイージーオープン蓋において、
    前記プライマーが、カルボキシル基導入ポリエステル樹脂を30重量%以上含有するポリエステル樹脂とフェノール樹脂を50:50〜85:15の重量比で含有して成ることを特徴とするイージーオープン蓋。
  2. 前記カルボキシル基導入ポリエステル樹脂が、カルボン酸無水物基を1分子中に2個以上有するものである請求項1記載のイージーオープン蓋。
  3. 前記カルボキシル基導入ポリエステル樹脂の酸価が、150〜800meq/kgである請求項1記載のイージーオープン蓋。
  4. 前記フェノール樹脂が、m−クレゾール系レゾール型フェノール樹脂である請求項1記載のイージーオープン蓋。
  5. 前記表面処理層が、ジルコニウム化合物をジルコニウム原子換算で2〜20mg/m、リン化合物をリン原子換算で1〜10mg/m、有機化合物を炭素原子換算で5〜60mg/m含有し、該有機化合物が下記式(1)、
    Figure 0004911039
    「式中、φはベンゼン環を表し、Xは水素原子又は下記式(2)
    Figure 0004911039
    (式中、R及びRの各々は水素原子、C1〜C10のアルキル基又はC1〜C10のヒドロキシアルキル基である)で表されるZ基を表し、Z基の導入率はベンゼン環1個当たり0.3〜1.0個であるものとする」、
    で表される構造単位によりなる有機重合体で、該有機重合体の平均分子量がXを全て水素原子としたとき、1000〜100000である有機化合物から成る有機−無機複合表面処理層である請求項1記載のイージーオープン蓋。
  6. 前記表面処理層が、ジルコニウム化合物及び/又はチタン化合物を、ジルコニウム及び/又はチタン原子換算で4〜30mg/m含有し、有機ホスホン酸化合物を、リン原子換算で0.2〜9mg/m含有し、タンニンを、炭素原子換算で2〜90mg/m含有する有機−無機複合表面処理層である請求項1記載のイージーオープン蓋。
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