JP6484173B2 - 有機樹脂被覆金属板、その製造方法、その有機樹脂被覆金属板を加工して成る金属缶、及び、缶蓋 - Google Patents
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Description
一方、金属缶の腐食を防止するために、従来の塗装に代えて熱可塑性樹脂フィルムを金属板表面に張合わせ被覆された金属板が金属缶に使用されている。この金属缶に使用される熱可塑性樹脂フィルムとしてはポリエステルフィルム、特にポリエチレンテレフタレート系樹脂を主体とした共重合ポリエステルフィルムが使用されている。
これらの金属缶は、コーヒー、紅茶、お茶などの各種飲料及び食品用途に使用される場合、通常110〜140℃のスチームによるレトルト殺菌処理が行われる。このレトルト殺菌処理時に3ピース金属缶の缶蓋およびシームレス2ピース金属缶の缶底部に水滴が付着し、積層時に溶融して非晶状態となったフィルムが該水滴付着部分で結晶化して、レトルトブラッシング(白斑)が発生するという問題が有り、種々検討されて来た。
レトルトブラッシング(白斑)を防止する先行技術としては、例えば、特許文献1(特開平07−145252号公報)には、レトルトブラッシング(白斑)の発生がない金属缶蓋貼合せ被覆透明フィルムとして、結晶化温度が65〜130℃、半結晶化時間が100秒以下、二次転移点が40℃以上、かつ融点が260℃以下であるエチレンテレフタレートとブチレンテレフタレートを配合したポリエステル組成物からなる延伸フィルムが記載されている。
特許文献2(特開平07−330924号公報)には、耐レトルト性に優れるフィルムとして、融点が210〜245℃、ガラス転移温度が60℃以上のポリエステル99〜60重量%と、融点が180〜223℃のポリブチレンテレフタレートを主体とするポリエステル1〜40重量%のポリエステルフィルムにおいて、遊離モノマーが300ppm以下である金属貼合せ成形加工用延伸ポリエステルフィルムが記載されている。
特許文献3(特開2003−268131号公報)には、金属板とラミネートし、フィルムを融点付近以上に熱処理しても白化しない意匠性に優れるフィルムとして、エチレンテレフタレート10〜70重量%と結晶性ポリエステル90〜30重量%であり、結晶性ポリエステルがポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリエチレン−2,6−ナフタレート(PEN)のいずれかであり、降温時の再結晶化ピークの半値幅が0.2以下であるポリエステルフィルムが記載されている。
特許文献4(特開2008−143184号公報)には、フィルムを結晶化処理してもフィルムの白化が発生しない金属缶体及び缶蓋材用のラミネート金属板として、ポリエチレンテレフタレート系樹脂10〜70重量%とポリブチレンテレフタレート系樹脂90〜30重量%を配合し、2つ以上の融点ピークを有する金属ラミネート板が記載されている。
そこで、本発明は、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を主体とする共重合ポリエステルとポリブチレンテレフタレート系樹脂を主体とする結晶性ポリエステルを配合し、エステル交換反応を抑制することにより十分な耐レトルトブラッシング性及び製缶性を有する、飲料及び食品用の有機樹脂被覆金属板、その製造方法、その有機樹脂被覆金属板を加工して成る金属缶、及び、缶蓋を提供することを目的とする。
(2)また、上記(1)において、前記金属板の少なくとも片面に積層した未延伸フィルムの示差走査熱量測定(DSC)の降温時の再結晶化ピークが、1つのピークを有することが好ましい。
(3)また、上記(1)又は(2)において、前記金属板の少なくとも片面に積層した未延伸フィルム中に、ポリブチレンテレフタレートの結晶核が包含されることが好ましい。
(4)上記(1)〜(3)のいずれかにおいて、前記ポリブチレンテレフタレート系樹脂を主体とする結晶性ポリエステル(II)が、ホモポリエステルであることが好ましい。
(5)上記(1)〜(4)のいずれかにおいて、前記ポリエステル系樹脂組成物からなる未延伸フィルムは、その厚みが5〜15μmであることが好ましい。
(6)本発明の金属缶は、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の有機樹脂被覆金属板を加工して成ることを特徴とする。
(7)また、本発明の缶蓋は、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の有機樹脂被覆金属板を加工して成ることを特徴とする。
(8)本発明の有機樹脂被覆金属板の製造方法は、(a)ポリエチレンテレフタレート系樹脂を主体とする共重合ポリエステル(I)に、ポリブチレンテレフタレート系樹脂を主体とする結晶性ポリエステル(II)を配合量20〜45wt%でブレンドしてポリエステル系樹脂組成物を得る工程と、(b)前記ポリエステル系樹脂組成物を、押出機内での混練温度が255℃以上295℃未満、「押出機内での吐出量(Q)(kg/h)/押出機スクリューの回転数(N)(rpm)」比が0.8超1.6以下、の条件で、押出機内で5〜20分滞留させる工程と、(c)前記ポリエステル系樹脂組成物を、押出機のダイヘッドを通して金属板の少なくとも片面に押出し、ラミネートロールにより圧着させて熱接着する工程と、(d)前記熱接着の工程後、かつレトルト殺菌処理を行う前における、下記条件の熱処理工程と、を有することを特徴とする。
熱処理条件:横軸を熱処理温度(℃)、縦軸を熱処理時間(秒)としたグラフの座標(熱処理温度、熱処理時間)における、A(80℃、120秒)、B(60℃、600秒)、C(220℃、600秒)、D(220℃、30秒)、E(120℃、30秒)、F(100℃、60秒)、A(80℃、120秒)を順に直線で結んで形成された領域内の座標で示される、熱処理の温度と熱処理時間との組み合わせ条件。
レトルト殺菌処理時にレトルトブラッシング(白斑)の発生を抑えることができ、
飲料及び食品用として優れた効果を奏する。
また、本発明の有機樹脂被覆金属板製造方法によれば、上記ポリエステルの押出機内での混練温度、「押出機内での吐出量/押出機スクリューの回転数」比、滞留時間を制御して押出することによりエステル交換反応を抑制するので、レトルト殺菌処理時にレトルトブラッシングの発生を抑えることができる有機樹脂被覆金属板を製造できる。
本発明の有機樹脂被覆金属板は、金属板の少なくとも片面に未延伸フィルムを積層した有機樹脂被覆金属板であって、前記未延伸フィルムは、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を主体とする共重合ポリエステル(I)に、ポリブチレンテレフタレート系樹脂を主体とする結晶性ポリエステル(II)を配合量20〜45wt%でブレンドしたポリエステル系樹脂組成物からなることを特徴とする。
このレトルト殺菌処理時に、3ピース金属缶の缶蓋やシームレス2ピース金属缶の缶底部に水滴が付着し、積層時に溶融して非晶状態となったフィルムが該水滴付着部分で結晶化して、レトルトブラッシング(白斑)が発生するという問題が有る。
このような問題に対して、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を主体とする共重合ポリエステルにポリブチレンテレフタレート系樹脂を主体とする結晶性ポリエステルを配合(本明細書中において、「配合」を「ブレンド」という場合がある)することで、結晶性が高いポリブチレンテレフタレートによりレトルト殺菌処理時に発生するレトルトブラッシング(白斑)を抑制することが可能となる。
ポリブチレンテレフタレート系樹脂を主体とする結晶性ポリエステル(II)は、ジカルボン酸成分とグリコール成分からなるポリマである。
この結晶性ポリエステル(II)はホモポリブチレンテレフタレート(PBT)であることが好ましい。
該ホモポリエステルにその他のジカルボン酸成分及び/又はグリコール成分がさらに共重合した共重合ポリエステルであってもよいが、前記ホモポリエステルは前記共重合ポリエステルよりも結晶化速度が速いため、微細結晶核の形成により、レトルトブラッシングの発生をより抑制することができる。
前記ブレンドしたポリエステル系樹脂組成物のレトルトブラッシング(白斑)を抑制する効果を高めるためには、上記結晶性ポリエステルの配合比以外に、結晶化速度が速く固有粘度が高い結晶性ポリエステルをブレンドすることが重要であり、
さらに、ブレンド時において押出機内でブレンド樹脂(結晶性ポリエステル)のエステル交換反応を極力抑えることも重要である。
エステル交換反応を抑えるためには、押出機内での樹脂の混練温度、混練時間が重要なパラメータである。
混練温度が高いとエステル交換反応は進みやすく、逆に熱分解が始まり、結果的に分子量が低下してしまう。
また、押出機内での滞留時間が長いほどエステル交換反応が進みやすいので、混練程度を低くすることが重要である。
混練温度は295℃未満が好ましく、より好ましくは255〜285℃である。
混練温度が295℃以上になるとエステル交換反応が進みやすく、レトルトブラッシング(白斑)が発生しやすくなる。
255℃未満では、ブレンド樹脂が十分に溶融せず、押出機内の圧力が高くなり、混練自体が困難となる。
また、ブレンド樹脂の押出機内での滞留時間は5〜20分が好ましい。
上記の混練温度及びQ/Nと滞留時間による混練程度を満足する場合、エステル交換反応の進み具合を示す尺度となると考えられるH、すなわち、ブレンドされたポリエステル系樹脂組成物のDSC降温時の再結晶化ピークの高さHが0.8mW以上となり、レトルトブラッシング(白斑)の発生を防止することが可能となる。
シームレス金属缶を成形するためには、成形工程において、特にフランジング工程でのフランジ部でのポリエステル系樹脂組成物の剥離(デラミ)を防止することが必要であり、このためにはポリエステル系樹脂組成物の適度の混練が必要となる。
レトルトブラッシング(白斑)の発生を防止するためには、混練温度及び混練程度を低くすることが必要であるが、混練温度及び混練程度を低くし過ぎた場合、シームレス金属缶のフランジ部でデラミが生じる場合が有る。特に、絞り成形、絞り再絞り成形、ストレッチドロー成形、ストレッチアイアニング成形、絞りしごき成形などの厳しい成形加工を行ったシームレス金属缶にフランジング加工を施した場合、フランジ部でデラミが生じ易い。
ポリエチレンテレフタレート系樹脂とポリブチレンテレフタレート系樹脂とが混練時に均一に混合されないと、このようなデラミが発生するものと考えられる。
均一に混合されたかどうかは混練条件だけでは掴み難いが、混練時に均一に混合することが出来ていない場合、示差走査熱量測定(DSC)における降温時の再結晶化ピークが2つのピークとなって現れる。このため、ネッキング加工が可能な混練状態として、示差走査熱量測定(DSC)における降温時の再結晶化ピークが1つのピークを有することが重要である。
ポリエステル系樹脂組成物をシームレス金属缶となる缶外面側に積層することで、レトルト殺菌処理時に、シームレス金属缶の缶底、缶蓋の表面に発生するレトルトブラッシング(白斑)を防止することができる。
また、本発明の有機樹脂被覆金属板は、前記ポリエステル系樹脂組成物からなる未延伸フィルムの厚みが5〜15μmであることを特徴とする。
ポリエステル系樹脂組成物の厚みを15μm以下とすることで、製缶、製蓋時のブランキング及びトリミング時のヘアを抑制し、下地金属の金属色による意匠性を保つことができる。
さらに、積層するポリエステル系樹脂組成物は薄膜の未延伸フィルムであるために、絞り成形、絞り再絞り成形、ストレッチドロー成形、ストレッチアイアニング成形、絞りしごき成形などの厳しい成形方法によりシームレス金属缶を得ることが可能になる。
また、シームレス金属缶外面側に積層されるポリエステル系樹脂組成物の厚みは、貯蔵時の錆に耐えうるだけの膜厚で良く、より薄膜化できるためにコストダウンが可能となる。
本発明の有機樹脂被覆金属板においては、未延伸フィルムを積層する基材(原板という場合がある)としての金属板として、各種表面処理鋼板やアルミニウム板及びアルミニウム合金板等の軽金属板を使用することができる。
表面処理鋼板としては、従来から金属缶用鋼板に使用されているアルミキルド鋼や低炭素鋼等の成分系の鋼板が問題なく使用できる。
鋼板の厚みや調質度は、使用目的に適したグレードを選択すればよく、冷延鋼板を焼鈍後二次冷間圧延し、錫めっき、ニッケルめっき、亜鉛めっき、電解クロム酸処理、クロム酸処理、アルミやジルコニウムを用いたノンクロム処理などの、一種または二種以上を行ったものを用いることができる。
軽金属板としては、所謂金属缶用に使用されているアルミニウム板およびアルミニウム合金板が使用される。
アルミニウム合金板としては、金属缶胴材としてはA3000系(Al−Mn系)が、缶蓋材としてはA5000系(Al−Mg系)を使用することができる。
また、原板の厚みや調質度は、使用目的に適したグレードを選択することができる。
本発明の有機樹脂被覆金属板においては、上記金属板の少なくとも片面に、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を主体とする共重合ポリエステル(I)とポリブチレンテレフタレート系樹脂を主体とする結晶性ポリエステル(II)とを配合したポリエステル系樹脂組成物を積層する。
次に、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を主体とする共重合ポリエステル(I)について説明する。
ポリエチレンテレフタレート(PET)系樹脂を主体とする共重合ポリエステル(I)は、ポリエステル成分の80モル%以上がエチレンテレフタレートであるポリエステルをいう。
共重合ポリエステル(I)はジカルボン酸成分とグリコール成分からなるポリマであり、テレフタル酸以外の酸成分としては、イソフタル酸(IA)、オルソフタル酸、P−β−オキシエトキシ安息香酸、ナフタレン2,6−ジカルボン酸、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、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸及びピロメリット酸から成る群より選ばれた少なくとも一種を配合することが好ましい。
酸成分としてイソフタル酸添加による共重合化がより好適であり、イソフタル酸は7〜15モル%の添加がより好ましい。
缶蓋成形あるいは絞りしごき缶等のシームレス金属缶の缶胴成形を行うためには、ブレンド樹脂がこれらの成形加工に追従し金属板との密着力を有する必要があり、このためには、イソフタル酸7モル%以上が必要である。
イソフタル酸を増加させるとより容易に成形加工に追従できるが、樹脂の結晶化速度が遅くなりレトルトブラッシングの原因になるため、15モル%以下がより好ましい。
このため上記共重合ポリエステル(I)の融点は好ましくは210〜230℃とすることが好ましい。
次に、ポリブチレンテレフタレート系樹脂を主体とする結晶性ポリエステル(II)について説明する。
ポリブチレンテレフタレート系樹脂を主体とする結晶性ポリエステル(II)は、ジカルボン酸成分とグリコール成分からなるポリマである。
この結晶性ポリエステル(II)はホモポリブチレンテレフタレート(PBT)であることが好ましいが、該ホモポリブチレンテレフタレートにその他のジカルボン酸成分及び/又はグリコール成分がさらに共重合した共重合ポリエステルであってもよい。
テレフタル酸以外の酸成分としては、イソフタル酸、オルソフタル酸、P−β−オキシエトキシ安息香酸、ナフタレン2,6−ジカルボン酸、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、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸及びピロメリット酸から成る群より選ばれた酸の少なくとも一種が好ましい。
また、グリコール成分は、ブチレングリコールのみからなることが好適であるが、本発明の本質を損なわない範囲内で、ブチレングリコール以外のジオール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,6−ヘキシレングリコール、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等の一種又は二種以上を含有していてもよい。
該結晶性ポリエステル(II)の融点は好ましくは215〜225℃である。
また、該結晶性ポリエステル(II)の固有粘度(IV)は0.6〜1.3が好ましく、1.1〜1.3であることがより好ましい。
0.6未満では樹脂が柔らかくなり、製缶工程で外面削れが発生する。1.3を超えると固有粘度が高すぎ製膜自体が困難となる。
次に、共重合ポリエステル(I)と結晶性ポリエステル(II)とをブレンドしたポリエステル系樹脂組成物について説明する。
本実施形態では、少なくとも片面に積層されたポリエステル系樹脂組成物が、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を主体とする共重合ポリエステル(I)に、ポリブチレンテレフタレート系樹脂を主体とする結晶性ポリエステル(II)をブレンドしたポリエステル系樹脂組成物であって、前記樹脂組成物中、結晶性ポリエステル(II)の配合量が20〜45wt%であることを特徴とする。
結晶性ポリエステル(II)の配合量が20wt%未満では、ポリブチレンテレフタレートを主体とする結晶性ポリエステルの結晶化速度が遅いためレトルトブラッシングが発生する。
また、結晶性ポリエステル(II)の配合量が少ないため、共重合ポリエステル(I)の影響により金属缶搬送時のアブレージョンが発生し易くなる。
結晶性ポリエステル(II)の配合量を増すにつれ結晶化速度が速くなり、微細結晶核の発生により、よりレトルトブラッシングの発生が抑制される。
45wt%を超える配合は結晶性ポリエステル(II)の結晶化速度が速すぎるために、粗大結晶粒が成長するために、ポリエステル系樹脂組成物の全面が白濁する。
よって、共重合ポリエステル(I)に対して、結晶性ポリエステル(II)を20〜45wt%の範囲でブレンドする。
前記ブレンド物(共重合ポリエステル(I)に対して、結晶性ポリエステル(II)を20〜45wt%の範囲でブレンドしたポリエステル系樹脂組成物)のレトルトブラッシング(白斑)を抑制する効果を高めるためには、上記配合比以外に、結晶化速度が速く、固有粘度が高い結晶性ポリエステルをブレンドすることが重要であり、結晶性ポリエステル(II)はホモポリブチレンテレフタレート(PBT)であることが好ましい。
また、結晶性ポリエステル(II)の固有粘度(IV)は0.6〜1.3とすることが好ましい。
さらに、ブレンド時の押出機内でブレンド樹脂のエステル交換反応を極力抑えることが、さらに重要である。
混練温度が高いとエステル交換反応は進みやすく、逆に熱分解が始まり、結果的に分子量が低下してしまう。
押出機内での滞留時間が長いほどエステル交換反応が進みやすく、吐出量と混練時間を制御することにより、混練程度を低くすることが重要である。
混練温度は255℃≦混練温度<295℃が好ましく、より好ましくは255〜285℃である。
混練温度が295℃以上になるとエステル交換反応が進み、レトルトブラッシング(白斑)が発生する。255℃未満では、ブレンド樹脂が十分に溶融せず、押出機内の圧力が高くなり、混練自体が困難となる。
混練の程度としては、吐出量Q(Kg/h)と押出機スクリューの回転数N(rpm)の比であるQ/N比が、0.8を超えることが好ましく、より好ましくは1.0≦Q/N<1.6である。
また、ブレンド樹脂の押出機内での滞留時間は5〜20分が好ましい。
Q/N比がこの範囲を下回ると混練程度が高くなり過ぎ、Q/Nがこの範囲を上回ると混練程度が低くなり過ぎる。また、ブレンド樹脂の押出機内での滞留時間がこの範囲を下回ると混練程度が低くなり過ぎ、この範囲を上回ると混練程度が高くなり過ぎる。
混練程度が高くなり過ぎるとエステル交換反応が進み、レトルトブラッシング(白斑)が発生しやすくなり、逆に混練程度が低いと程、エステル交換反応が抑制されレトルトブラッシング(白斑)の防止に効果的となる。しかし、混練の程度が低過ぎると、配合された樹脂が混練時に均一に混合されなくなり、缶胴のネッキング加工時に剥離(デラミ)が生じる場合がある。
このため、上記の適正範囲で混練温度、混練程度を管理することによって、レトルトブラッシングを防止することはできるが、缶胴の成形性も含めると十分とは言えない。
すなわち、エステル交換反応の進み具合を示す尺度となると考えられる再結晶化ピークの高さH、すなわち、ブレンドされたポリエステル系樹脂組成物のDSC降温時の再結晶化ピークの高さHを0.8mW≦H<2.0mWの範囲すなわち0.8mW以上、2.0mW未満とすることが好ましく、この範囲内にすることによりレトルトブラッシング(白斑)の発生を防止することができる。
この範囲では、PBTの微細結晶核が生成するためレトルトブラッシングが発生しないものと考えられる。
0.8mW未満では、結晶性樹脂であるPBTとPETのエステル交換反応が進行するためPBTの結晶核生成速度が低下し、レトルトブラッシングが発生する。
また、エステル交換反応の進行によりポリエステル系樹脂組成物が伸び易くなり、フィルムのヘアが発生するおそれがある。
2.0mW以上では、結晶性樹脂であるPBTの結晶化速度が速すぎるため粗大結晶化し、フィルム全面の白濁による外観不良が発生する。
よって、レトルトブラッシング(白斑)の発生を防止するためには、上記で説明したように、混練温度及び混練程度を低くすることが必要であるが、混練温度及び混練程度を低くし過ぎた場合、金属缶搬送時のアブレージョン、シームレス金属缶のフランジ部でポリエステル系樹脂組成物のデラミが生じるおそれがある。
このようなポリエステル系樹脂組成物のデラミは、レトルトブラッシングの発生を抑制するために混練温度及び混練程度を低くした場合に生じ易く、ポリエチレンテレフタレート系樹脂とポリブチレンテレフタレート系樹脂が混練時に均一に混合されていないことが原因と考えられる。
均一に混合されたかどうかは混練条件だけでは掴み難いが、この場合、混練時の混合が不均一なために、示差走査熱量測定(DSC)における降温時の再結晶化ピークが2つのピークとなって現れることから検知できる。
また、結晶性ポリエステル(II)の配合量が増すにつれ結晶化速度が速くなり結晶化により密着力が低下する。
さらに、ポリブチレンテレフタレート系樹脂である結晶性ポリエステル(II)は、ガラス転移点(Tg)が低く、結晶性ポリエステル(II)の配合量の増加によりポリエステル系樹脂組成物は伸び易い状態となる。
ホモポリブチレンテレフタレート(PBT)のガラス転移点(Tg)は35℃付近である。
このため、結晶性ポリエステル(II)の配合量が45wt%を超える配合、結晶化速度が速すぎるためにさらに密着力が低下するとともに、結晶性ポリエステル(II)のガラス転移点(Tg)が低いために、ブランキング及びトリミング時のフィルムのヘアあるいはフィルムの切断不良が発生するとともに、フランジ部のデラミ、インキの密着不良が発生する。
本発明の有機樹脂被覆金属板は、各種表面処理鋼板やアルミニウム合金板等の少なくとも片面に上記のポリエステル系樹脂組成物からなるフィルムを積層被覆することにより得られる。
積層被覆する方法としては、押出機のダイヘッド(Tダイ)を通して薄膜の形に押出し、直接ラミネートロールにより直接金属板に圧着し熱接着させる押出しコート法、あるいは押出機のダイヘッド(Tダイ)を通して薄膜の形に押出し、一旦フィルム状に巻き取った後にラミネートロールにより金属板に圧着し熱接着させる方法のいずれの方法を用いてもよいが、薄膜化、生産性、ハンドリング性において押出コート法が望ましい。
シームレス金属缶において缶外面に透明フィルムを用いる場合は、下地金属の金属色が意匠性として重要であり、ポリエステル系樹脂組成物からなる未延伸フィルムの厚みを5〜15μmとすることが望ましい。
15μmを超えると、ポリエステル系樹脂組成物の厚みの効果により、下地金属の金属色による意匠性を阻害し、製缶あるいは製蓋時のブランクを打抜く場合及び缶胴のトリミング時に樹脂によるヘアが顕著に発生する。
5μm未満では押出機による未延伸フィルムへの製膜時の厚みの制御や製膜自体が困難となる。
よって、基材の金属色による意匠性を阻害せず、ブランキング及びトリミング時のヘアを抑制するためには、未延伸フィルムの厚さは5〜15μmとすることが望ましく、5〜10μmとすることがより好ましい。
次に、本発明の有機樹脂被覆金属板を加工して成る金属缶について説明する。
本発明の有機樹脂被覆金属板を加工して成る金属缶は、上記のようにして得られた有機樹脂被覆金属板を、絞り成形、絞り再絞り成形、ストレッチドロー成形、ストレッチアイアニング成形、絞りしごき成形等の各種成形方法によって作製することができる。
成形された缶は、成形直後にトリミング加工に付される。トリミング加工はそれぞれ回転する缶胴内側カッターと缶胴外側カッターで缶胴を挟んで缶胴上部を剪断切断することにより行われる。トリミング加工後、少なくとも一段の熱処理に付し、加工により生じたフィルムの残留歪みを除去し、加工の際用いた滑剤を表面から揮散させ、さらに缶胴外面に印刷インキを塗布して印刷し、その外面側に仕上げニスを塗布したのち、キュアリングオーブンで160〜220℃で30秒〜15分の焼付けを行って焼付け硬化させる。熱処理後の缶は急冷或いは放冷した後、所望により、ダイネック加工による一段或いは多段形状あるいはロール加工やダイネック加工によるスムース形状のネックイン加工に付し、フランジ加工を行って、缶蓋蓋巻締用のシームレス金属缶体とする。
また、本発明の金属缶においては、公知の熱硬化性ホワイトコート、熱硬化性インキ、熱硬化性仕上げニスを用いることができ、上述したように、これらは缶胴に塗布されたのち焼付けオーブンで焼き付けされ硬化される。
次に、本発明の有機樹脂被覆金属板を加工して成る缶蓋について説明する。
本発明の缶蓋は、上記のようにして得られた有機樹脂被覆金属板を、各種用途での缶種に応じた蓋形状、缶蓋径で作製することができる。
また、所望により、缶蓋外面側に熱硬化性仕上げニスを塗布したのち、キュアリングオーブンで160〜220℃で30秒〜15分の焼付けを行って焼付け硬化させる。
ポリエステル系樹脂組成物を押出機のダイヘッドを通して金属板へ積層した後、かつレトルト殺菌処理を行う前のいずれかの工程で熱処理を行うことによって、レトルトブラッシングを防止する効果が増す。
上記熱処理を行う条件は、後述する実施例に示すように、熱処理の温度と時間の関係が図6に示す範囲内にあることが好ましい。
すなわち、横軸を熱処理温度(℃)、縦軸を熱処理時間(秒)としたグラフの座標(熱処理温度、熱処理時間)において、A(80℃、120秒)、B(60℃、600秒)、C(220℃、600秒)、D(220℃、30秒)、E(120℃、30秒)、F(100℃、60秒)、A(80℃、120秒)を順に直線で結んで形成された領域内で境界直線上も含む座標である。
また、上記熱処理は、ポリエステル系樹脂組成物を押出機のダイヘッドを通して金属板へ積層した後で、かつレトルト殺菌処理を行う前であればいずれの工程で行っても良い例えば、ポリエステル系樹脂組成物を金属板上へ直接押し出す積層工程、ポリエステル系樹脂組成物が金属板上に押し出された有機樹脂被覆金属板を金属缶へ加工する工程又は缶蓋へ加工する工程のいずれの工程で上記範囲内の熱処理を行っても良い。
上記熱処理の温度と時間の関係が上記範囲内であれば、PBTの微細結晶核が生成し、レトルト殺菌処理中に缶底あるいは缶蓋に付着する水滴によって発生するレトルトブラッシングを抑制する効果がある。
<実施例1>
実施例1においては、下記のようにして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶ピーク温度(Tc)、再結晶ピーク高さ(H)を測定した。
また、作製した缶胴用の有機樹脂被覆金属板を絞り−しごき加工法によって金属缶を作製するとともに、缶蓋用の有機樹脂被覆金属板を用いて缶蓋を作製して、缶胴、缶蓋のレトルトブラッシング及び缶胴フランジ部のデラミの状態を評価した。
缶胴用の金属板としては、JIS A3004P H19材、板厚0.3mmのAl−Mn系アルミニウム合金板を使用した。
缶蓋用の金属板としては、電解クロム酸処理を施した、板厚0.25mmの表面処理冷延鋼板(TFS)を使用した。
ポリエチレンテレフタレート系樹脂としては、ポリエステル成分の12モル%がイソフタル酸であり、固有粘度(IV)が0.9である共重合ポリエステル(I)を用いた。
ポリブチレンテレフタレート系樹脂としては、ホモポリブチレンテレフタレート(PBT)であり、固有粘度(IV)が1.17である結晶性ポリエステル(II)を用いた。
ここで、共重合ポリエステル(I)及び結晶性ポリエステル(II)の固有粘度(IV)は、次の様にして求めた。
共重合ポリエステル(I)及び結晶性ポリエステル(II)のそれぞれの樹脂約200mgをフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン混合溶液(重量比1:1)に110℃で溶解し、ウベローデ型粘度計を用いて30℃比粘度を測定した。
固有粘度[η](dl/g)は下記式により求めた。
[η]=[(−1+(1+4K’ηsp)1/2)/2K’C]
K’:ハギンズの恒数(=0.33)
C:濃度(g/100ml)
ηsp:比粘度[=(溶液の落下時間−溶媒の落下時間)/溶媒の落下時間]
得られた有機樹脂被覆金属板の金属部を酸で溶解し、ポリエステル系樹脂組成物を剥離した。得られたポリエステル系樹脂組成物の熱特性を次のように評価した。
ポリエステル系樹脂組成物の融点、再結晶化ピーク及び再結晶化ピークの高さHは、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製 DSC6220型 示差走査熱量計(DSC)を用いて求めた。
剥離した樹脂組成物5mgを、10℃/分の速度で昇温して、融解ピークによる融点(Tm)を求め、290℃で3分保持した後、10℃/分の速度で降温し、再結晶化ピークによる再結晶化温度(Tc)を求めた。
図1は、ポリエステル系樹脂組成物の示差走査熱量計(DSC)による降温時の再結晶化ピークを示すチャートを簡略化して示した図であり、本発明でいう「再結晶化ピークの高さ」とは、示差走査熱量計(DSC)で測定されるポリエステル系樹脂組成物の再結晶化ピーク(チャート)1におけるベースライン3からピークトップ2までの高さをHとした。
また、再結晶化ピークが2つ現れる場合は、ベースライン3からそれぞれのピーク2までの高さHを測定し、それぞれを併記した。
本実施例においては、上記共重合ポリエステル(I)に上記結晶性ポリエステル(II)を30wt%配合したポリエステル系樹脂組成物を、押出機に投入する前に混合し、かかる混合チップを押出機に投入して溶融・混合することによって混練した。
混練条件としては、混練温度を255℃とし、混練程度は、Q/N:1.0、押出機内での滞留時間が20分の通常の混練程度で混練した。
上記ポリエステル系樹脂組成物を押出機内で混練した後、加熱溶融したポリエステル系樹脂組成物をTダイから膜状に押出し、缶外面側となる金属板面にプレロールを介して、ラミネートロールでニップし、金属缶用あるいは缶蓋用の上記金属板に積層し、有機樹脂被覆金属板を作製した。
また、缶内面側となる金属板面には、ポリエステル成分の15モル%がイソフタル酸であるポリエチレンテレフタレート系共重合樹脂を押出機のTダイから膜状に押出し、上記積層と同時に金属板に積層した。
この有機樹脂被覆金属板にワックス系潤滑剤を塗布し、直径166mmの円盤(ブランク)を打ち抜き、ポリエステル系樹脂組成物を積層した面が缶胴外面側となるように、絞り加工を行い、浅絞りカップを作製した。
次いで、この浅絞りカップにしごき加工を行い、
カップ径:66mm、
カップ高さ:128mm、
しごき率(元板厚に対する側壁部の厚みの減少率):50%
のシームレスカップを作製した。
このシームレスカップを常法に従って缶胴底成形を行い、220℃で60秒間熱処理を行い、続いて開口端部をトリミングした後に、206径へネックイン加工、フランジ加工を行い、350ml用のシームレス2ピース金属缶を作製した。
缶蓋用の金属板として、電解クロム酸処理を施した、板厚0.25mmの表面処理冷延鋼板(TFS)を使用した。
それ以外は上記缶胴用と同様の方法で有機樹脂被覆金属板を作製し、外面側に仕上げニスを塗布し100℃で60秒間乾燥させた後に、ポリエステル系樹脂組成物を積層した面が缶蓋の外面側となるように、206径の缶蓋を作製した。
得られた有機樹脂被覆金属板の膜厚を、樹脂表面から電磁膜厚計で測定した。
缶蓋のブランク打ち抜き端面及びトリミング加工後の缶胴トリム部端面でのフィルムのヘアの発生及びフィルムの切断状況を、目視観察により次の様に評価した。
○印:ブランク及びトリム部端面にヘアの発生は無く、切断部は良好であり、実用可能。△印:ブランク及びトリム部端面に1mm以内のヘアが発生したが、切断部は良好であり、実用可能。
×印:ブランク端面に1mmを超えるヘアが発生、あるいは、フィルムが切断されず被トリム部がブランクあるいはトリム部端面に付着しており、実用不可。
トリミング加工後に熱処理を施された金属缶は、冷却された後搬送レーンを通って缶外面の印刷工程へ搬送される。この時缶胴高さ方向の低位置部において、搬送ガイドと金属缶との接触或いは金属缶同士が接触して、外面樹脂被覆がささくれ、ささくれ部に印刷し焼き付けた場合にはささくれ部が熱収縮して印刷インキが抜けて外観不良になるというアブレージョンの発生を目視観察し、次の様に評価した。
○:アブレージョンの発生はなく、実用可能。
△:アブレージョンによる微小な擦れ跡はあるが、実用可能。
×:アブレージョンによる擦れ跡が発生し、実用不可。
フランジ加工後のシームレス2ピース金属缶について、フランジ先端外面樹脂の剥離程度を目視観察し、外面樹脂と金属面との間の密着性を次の様に評価した。
○:剥離なく、実用可能。
△:わずかに剥離があるが、実用可能。
×:明らかな剥離があり、実用不可。
インキ密着性をデュポン衝撃試験で評価した。
缶胴外面への青色インキのベタ印刷、ニス塗布、焼付け後の樹脂被覆シームレス2ピース金属缶を切り開き、缶胴部を平らに伸ばして試験片とした。得られた試験片を、側壁内面側を上にして缶底部から90mmの缶高さ位置部分に撃芯があたるようにデュポン衝撃試験装置にセットした。撃芯は重さ300gで先端球の直径が3/8インチであり、高さ50mmから落下させて金属缶外面側が凸になるように加工した。
加工後の缶外面側にセロハンテープ(ニチバン株式会社製)を接着させて引き剥がす操作を2回行った。各缶当たり2カ所でこの測定を行った。2カ所の凸部で青色インキが剥離した合計の面積により、次の様に評価した。
○:剥離面積が20%未満で、実用可能。
△:剥離面積が20%以上、40%未満で、実用可能。
×:剥離面積が40%以上で、実用不可。
缶胴側壁部の外観評価として、缶胴成形後に下記レトルト殺菌を行った後、下地金属の金属色を目視観察により次のように評点化した。
○印:下地金属色と変化無く良好で、実用可能。
△印:フィルムにヘイズが若干発生し下地金属色がやや見えにくいが、実用可能。
×印:フィルムにヘイズが発生し下地金属色が見えにくく実用不可。
上記シームレス2ピース金属缶に340mlの水を充填し、上記缶蓋を巻き閉締め、レトルト殺菌処理を施して、缶底及び缶蓋のレトルトブラッシング(白斑)の発生有無を、目視観察により次の様に評価した。
○印:ポリエステル系樹脂組成物にレトルトブラッシング(白斑)の発生無く、実用可能。
△印:ポリエステル系樹脂組成物にレトルトブラッシング(白斑)が若干部分的に発生したが、実用可能。
×印:ポリエステル系樹脂組成物にレトルトブラッシング(白斑)が発生し、実用不可。××印:ポリエステル系樹脂組成物の全面が樹脂の結晶化により白濁し、実用不可。
ここで、レトルト殺菌処理は次の様にして実施した。
まず、上記シームレス2ピース金属缶に340mlの水を充填し、上記缶蓋を巻締め密封して充填パック缶とした。
次に、得られた充填パック缶を、レトルト釜の中に、缶蓋部分と缶胴底部分の両方の面が評価できるように、正立(巻き締めた缶蓋部側を上側)と倒立(缶胴底部側を上側)の両方で配置し、密封したレトルト釜の中でスチームにより125℃で30分間の加圧加熱殺菌処理を施した。
上記加圧加熱殺菌処理後にレトルト釜の中の充填パック缶を取り出し、水中に浸漬して室温まで冷却した後に、缶蓋部分と缶胴底部分の両方の面でレトルトブラッシングの発生有無を目視評価した。
飲料及び食品用の金属缶、缶蓋としての適用性を、種々の缶特性より次の様に総合評価した。
○印:飲料及び食品用の金属缶、缶蓋として適用可能。
×印:飲料及び食品用の金属缶、缶蓋として適用不可。
ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部の概外観は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が30wt%であり、混練温度が低く混練程度が通常であるためエステル交換反応は抑制され、再結晶化ピーク高さHは1.30mWとなり、レトルトブラッシングは観察されず、ブランキング及び缶胴トリミング時のヘアの発生はなく、フィルムの切断状況も良好であり、金属缶搬送時のアブレージョンも見られなかった。
また、インキの密着性も良好であった。
ポリエチレンテレフタレート系樹脂としては、ポリエステル成分の15モル%がイソフタル酸である共重合ポリエステル(I)を用い、結晶性ポリエステル(II)を10wt%配合した。
それ以外は、実施例1と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部の概外観は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
しかし、再結晶化ピーク高さHは0.20mWとなり、結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が少ないことにより、結晶性樹脂であるPBTとPETのエステル交換反応が進行し、PBTの結晶核生成速度が遅いためにレトルトブラッシングが観察された。
ブランキング及び缶胴トリミング時のヘアは若干発生したが、フィルムの切断状況は良好であった。
結晶性ポリエステル(II)の配合割合が10wt%であり、缶搬送時のアブレージョンが発生したが、インキの密着性は良好であった。
ポリエステル系樹脂組成物として、固有粘度(IV)が0.69である結晶性ポリエステル(II)を用い、結晶性ポリエステル(II)を20wt%配合した。
また、Q/N:1.6、押出機内での滞留時間が5分の混練程度を低で混練した。
それ以外は、比較例1と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は低であるが、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が20wt%、混練温度、混練程度のいずれも低いためエステル交換反応は抑制され、再結晶化ピーク高さHは1.08mWとなり、レトルトブラッシングは観察されず、ブランキング及び缶胴トリミング時のヘアの発生はなく、フィルムの切断状況も良好であった。
結晶性ポリエステル(II)の固有粘度(IV)が0.69であるため、缶搬送時のアブレージョンが若干発生した。
ポリエステル系樹脂組成物として、固有粘度(IV)が0.87である結晶性ポリエステル(II)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は低であるが、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が20wt%であり、混練温度、混練程度のいずれも低いためエステル交換反応は抑制され、再結晶化ピーク高さHは1.08mWとなり、レトルトブラッシングは観察されず、ブランキング及び缶胴トリミング時のヘアの発生はなく、フィルムの切断状況も良好であった。
結晶性ポリエステル(II)の固有粘度(IV)が0.87であるため、缶搬送時のアブレージョンが若干発生した。
ポリエステル系樹脂組成物として、固有粘度(IV)が1.17である結晶性ポリエステル(II)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は低であるが、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が20wt%であり、混練温度、混練程度のいずれも低いためエステル交換反応は抑制され、再結晶化ピーク高さHは1.14mWとなり、レトルトブラッシングは観察されず、ブランキング及び缶胴トリミング時のヘアの発生はなく、フィルムの切断状況も良好であり、缶搬送時のアブレージョンも見られなかった。
また、インキの密着性も良好であった。
ポリエステル系樹脂組成物の混練温度を270℃とし、混練程度は、Q/N:1.0、押出機内での滞留時間が20分の混練程度を通常の条件で混練したこと以外は、実施例4と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2、図2に示すように、缶胴外面の側壁部は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が20wt%であり、混練温度、混練程度のいずれも通常であるためエステル交換反応は抑制され、再結晶化ピーク高さHは0.90mWとなり、レトルトブラッシングは観察されず、ブランキング時のヘアの発生はなく、フィルムの切断状況も良好であった。
ポリエステル系樹脂組成物の混練温度を295℃としたこと以外は、実施例5と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
しかし、混練温度が高いためエステル交換反応が進み、再結晶化ピーク高さHは0.50mWとなり、レトルトブラッシングが観察され、ブランキング時のヘアも若干発生した。
ポリエステル系樹脂組成物として、固有粘度(IV)が1.30である結晶性ポリエステル(II)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は低であるが、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が20wt%であり、混練温度、混練程度のいずれも低いためエステル交換反応は抑制され、再結晶化ピーク高さHは1.10mWとなり、レトルトブラッシングは観察されず、ブランキング時のヘアの発生はなく、フィルムの切断状況も良好であった。
ポリエステル系樹脂組成物として、結晶性ポリエステル(II)を30wt%配合したこと、ポリエステル系樹脂組成物の混練程度を、Q/N:1.0、押出機内での滞留時間が20分の混練程度を通常の条件で混練したこと以外は、実施例4と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
また、結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が30wt%であり、混練温度が低く、混練程度は通常であるためエステル交換反応は抑制され、再結晶化ピーク高さHは1.10mWとなり、レトルトブラッシングは観察されず、ブランキング及び缶胴トリミング時のヘアの発生はなく、フィルムの切断状況も良好であり、缶搬送時のアブレージョンも見られなかった。
また、インキの密着性も良好であった。
ポリエステル系樹脂組成物の混練温度を270℃としたこと以外は、実施例7と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が30wt%であり、混練温度、混練程度のいずれも通常であるためエステル交換反応は抑制され、再結晶化ピーク高さHは1.00mWとなり、レトルトブラッシングは観察されず、ブランキング及び缶胴トリミング時のヘアの発生はなく、フィルムの切断状況も良好であり、缶搬送時のアブレージョンも見られなかった。
また、インキの密着性も良好であった。
ポリエステル系樹脂組成物の混練程度を、Q/N:0.8、押出機内での滞留時間が20分の混練程度を高の条件で混練したこと以外は、実施例8と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無及び缶胴側壁部の外観を観察した。
ブランキング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は高であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
しかし、混練程度が高であるためエステル交換反応が進み、再結晶化ピーク高さHは0.70mWとなり、レトルトブラッシングが観察され、ブランキング時のヘアも若干発生した。
ポリエステル系樹脂組成物の混練温度を295℃としたこと以外は、実施例8と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2、図3に示すように、缶胴外面の側壁部は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
しかし、混練温度が295℃と高温であるためエステル交換反応が進み、再結晶化ピーク高さHは0.40mWとなり、レトルトブラッシングが観察され、ブランキング時のヘアも若干発生した。
ポリエステル系樹脂組成物として、固有粘度(IV)が1.30であるポリエステル(II)を用いたこと以外は、実施例8と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が30wt%であり、混練温度、混練程度のいずれも通常であるためエステル交換反応は抑制され、再結晶化ピーク高さHは0.80mWとなり、レトルトブラッシングは観察されず、ブランキング及び缶胴トリミング時のヘアの発生はなく、フィルムの切断状況も良好であり、缶搬送時のアブレージョンも見られなかった。
また、インキの密着性も良好であった。
ポリエステル系樹脂組成物として、結晶性ポリエステル(II)を40wt%配合したこと、ポリエステル系樹脂組成物の混練程度を、Q/N:1.0、押出機内での滞留時間が20分の混練程度を通常の条件で混練したこと以外は、実施例4と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が40wt%であり、混練温度が低く、混練程度は通常であるためエステル交換反応は抑制され、再結晶化ピーク高さHは1.20mWとなり、レトルトブラッシングは観察されず、ブランキング及び缶胴トリミング時のヘアの発生はなく、フィルムの切断状況も良好であり、缶搬送時のアブレージョンも見られなかった。
また、インキの密着性も良好であった。
ポリエステル系樹脂組成物の混練温度を270℃としたこと以外は、実施例10と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が40wt%であり、混練温度、混練程度のいずれも通常であるためエステル交換反応は抑制され、再結晶化ピーク高さHは1.30mWとなり、レトルトブラッシングは観察されず、ブランキング時のヘアの発生はなく、フィルムの切断状況も良好であった。
ポリエステル系樹脂組成物の混練温度を285℃としたこと以外は、実施例11と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が40wt%であり、混練温度285℃、混練程度は通常であるためエステル交換反応は抑制され、再結晶化ピーク高さHは0.85mWとなり、レトルトブラッシングは観察されず、ブランキング及び缶胴トリミング時のヘアの発生はなく、フィルムの切断状況も良好であり、缶搬送時のアブレージョンも見られなかった。
また、インキの密着性も良好であった。
ポリエステル系樹脂組成物として、結晶性ポリエステル(II)を45wt%配合したこと以外は、実施例11と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部は、下地金属の金属色と変化無く良好であった。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つとなり、フランジ加工部でのデラミは発生しなかった。
結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が45wt%であり、混練温度、混練程度のいずれも通常であるためエステル交換反応は抑制され、再結晶化ピーク高さHは1.05mWとなり、レトルトブラッシングは観察されず、ブランキング及び缶胴トリミング時のヘアの発生はなく、フィルムの切断状況も良好であった。
ポリエステル系樹脂組成物として、結晶性ポリエステル(II)を50wt%配合したこと以外は、実施例10と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部の概観は、結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂の結晶化速度が速いため、フィルムにヘイズが若干発生し金属色が減少した。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つであったが、結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が多すぎるため、密着力が低下し、フランジ加工部でのデラミがわずかに発生した。
また、結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が50wt%であるため、再結晶化ピーク高さHは2.00mWであるが、結晶性樹脂であるPBTの結晶化速度が速すぎるため粗大結晶化し、フィルム全面の白濁が発生した。
ブランキング時のヘアの発生はなく、フィルムの切断状況も良好であったが、缶胴トリミング時に若干ヘアが発生した。
ポリエステル系樹脂組成物として、結晶性ポリエステル(II)を60wt%配合したこと以外は、実施例10と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、フランジ加工部のデラミ、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2、図5に示すように、缶胴外面の側壁部の概観は、ポリエステル(II)のPBT樹脂の結晶化速度が速いため、フィルムにヘイズが若干発生し金属色が減少した。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つであったが、結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が多すぎるため、密着力が低下し、フランジ加工部で明らかなデラミが発生した。
また、結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が60wt%であるため、再結晶化ピーク高さHは2.10mWであるが、結晶性樹脂であるPBTの結晶化速度が速すぎるため粗大結晶化し、フィルム全面の白濁が発生した。
ブランキング時に若干のヘアが発生し、缶胴トリミング時にヘアが発生するとともにフィルムが切断されず被トリム部が缶胴に付着している部分が有った。
ポリエステル系樹脂組成物として、結晶性ポリエステル(II)を70wt%配合したこと以外は、実施例10と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部の概観は、ポリエステル(II)のPBT樹脂の結晶化速度が速いため、フィルムにヘイズが若干発生し金属色が減少した。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つであったが、結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が多すぎるため、密着力が低下し、フランジ加工部で明らかなデラミが発生した。
また、結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が70wt%であるため、再結晶化ピーク高さHは2.70mWであるが、結晶性樹脂であるPBTの結晶化速度が速すぎるため粗大結晶化し、フィルム全面の白濁が発生した。
ブランキング及び缶胴トリミング時にヘアが発生するとともにフィルムが切断されず被トリム部が缶胴に付着している部分が有った。
ポリエステル系樹脂組成物として、結晶性ポリエステル(II)を80wt%配合したこと以外は、実施例10と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、シームレス2ピース金属缶、缶蓋を作製して、ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観及びレトルトブラッシングの発生有無を観察した。
ブランキング及び缶胴トリミング時のフィルムのヘア及びフィルムの切断状況、缶胴のアブレージョン、フランジ加工部のデラミ、インキの密着性、缶胴側壁部の外観、レトルトブラッシングの評価結果及び総合評価を表2に示す。
表1、2に示すように、缶胴外面の側壁部の概観は、ポリエステル(II)のPBT樹脂の結晶化速度が速いため、フィルムにヘイズが若干発生し金属色が減少した。
混練程度は通常であり、均一に混合されているために再結晶化ピークは1つであったが、結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が多すぎるため、密着力が低下し、フランジ加工部で明らかなデラミが発生した。
また、結晶性ポリエステル(II)のPBT樹脂配合量が80wt%であるため、再結晶化ピーク高さHは3.20mWであるが、結晶性樹脂であるPBTの結晶化速度が速すぎるため粗大結晶化し、フィルム全面の白濁が発生した。
ブランキング及び缶胴トリミング時にヘアが発生するとともにフィルムが切断されず被トリム部が缶胴に付着している部分が有った。
実施例14〜41、比較例11〜25においては、有機樹脂被覆金属板を表3に示す熱処理条件(温度、時間)で熱処理を行ったこと以外は実施例11と同様にして有機樹脂被覆金属板を作製し、再結晶化ピークを測定するとともに、缶蓋を作製して、レトルトブラッシングの発生有無を観察した。
実施例14〜41、比較例11〜25のポリエステル系樹脂組成物を用いた未延伸フィルムのフィルム物性(膜厚、再結晶化ピーク)の測定結果、レトルトブラッシングの評価結果を表3、図6に示す。
表3、図6に示すように、実施例14〜41では、熱処理の温度と時間の関係が図6のA(80℃、120秒)、B(60℃、600秒)、C(220℃、600秒)、D(220℃、30秒)、E(120℃、30秒)、F(100℃、60秒)、A(80℃、120秒)を順に直線で結んで形成された領域内の範囲で行うことにより、レトルトブラッシング(白斑)が発生しないか、あるいは若干部分的に発生しても実用可能範囲内であった。
比較例11〜25では、図6のA(80℃、120秒)、B(60℃、600秒)、C(220℃、600秒)、D(220℃、30秒)、E(120℃、30秒)、F(100℃、60秒)、A(80℃、120秒)を順に直線で結んで形成された領域外で熱処理を行い、レトルトブラッシング(白斑)が発生した。
なお、表中における「↑」はその上に記載のデータと同じであることを示す。
2 ピークトップ(頂点)
3 ベースライン
H ベースラインからピークトップまでの高さ
Claims (8)
- 金属板の少なくとも片面に未延伸フィルムを積層した有機樹脂被覆金属板であって、
前記未延伸フィルムは、ポリエチレンテレフタレート系樹脂を主体とする共重合ポリエステル(I)に、ポリブチレンテレフタレート系樹脂を主体とする結晶性ポリエステル(II)を配合量20〜45wt%でブレンドしたポリエステル系樹脂組成物からなり、
前記金属板の少なくとも片面に積層した未延伸フィルムの示差走査熱量測定(DSC)の降温時の再結晶化ピークの高さHが、0.8mW≦H<2.0mWの範囲であることを特徴とする、有機樹脂被覆金属板。 - 前記金属板の少なくとも片面に積層した未延伸フィルムの示差走査熱量測定(DSC)の降温時の再結晶化ピークが、1つのピークを有することを特徴とする請求項1に記載の有機樹脂被覆金属板。
- 前記金属板の少なくとも片面に積層した未延伸フィルム中に、ポリブチレンテレフタレートの結晶核が包含されることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の有機樹脂被覆金属板。
- 前記ポリブチレンテレフタレート系樹脂を主体とする結晶性ポリエステル(II)が、
ホモポリエステルであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の有機樹脂被覆金属板。 - 前記ポリエステル系樹脂組成物からなる未延伸フィルムは、その厚みが5〜15μmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機樹脂被覆金属板。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機樹脂被覆金属板を加工して成ることを特徴とする金属缶。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機樹脂被覆金属板を加工して成ることを特徴とする缶蓋。
- (1)ポリエチレンテレフタレート系樹脂を主体とする共重合ポリエステル(I)に、ポリブチレンテレフタレート系樹脂を主体とする結晶性ポリエステル(II)を配合量20〜45wt%でブレンドしてポリエステル系樹脂組成物を得る工程と、
(2)前記ポリエステル系樹脂組成物を、押出機内での混練温度が255℃以上295℃未満、「押出機内での吐出量(Q)(kg/h)/押出機スクリューの回転数(N)(rpm)」比が0.8超1.6以下、の条件で、押出機内で5〜20分滞留させる工程と、
(3)前記ポリエステル系樹脂組成物を、押出機のダイヘッドを通して金属板の少なくとも片面に押出し、ラミネートロールにより圧着させて熱接着する工程と、
(4)前記熱接着の工程後、かつレトルト殺菌処理を行う前における、下記条件の熱処理工程と、
を有することを特徴とする、有機樹脂被覆金属板の製造方法。
熱処理条件:横軸を熱処理温度(℃)、縦軸を熱処理時間(秒)としたグラフの座標(熱処理温度、熱処理時間)における、A(80℃、120秒)、B(60℃、600秒)、C(220℃、600秒)、D(220℃、30秒)、E(120℃、30秒)、F(100℃、60秒)、A(80℃、120秒)を順に直線で結んで形成された領域内の座標で示される、熱処理の温度と熱処理時間との組み合わせ条件。
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