JPH09277477A

JPH09277477A - 飲料缶蓋外面被覆用ポリエステルフィルム

Info

Publication number: JPH09277477A
Application number: JP9527396A
Authority: JP
Inventors: Masashi Chiisako; 雅司竪
Original assignee: Diafoil Co Ltd
Current assignee: Diafoil Co Ltd
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 1997-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた意匠性を有した飲料缶蓋を安価かつ簡
便に提供する。【解決手段】厚みが３〜５０μｍであり、着色顔料お
よび／または着色染料を含有することを特徴とする飲料
缶蓋外面被覆用ポリエステルフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は飲料蓋外面被覆用ポ
リエステルフィルムに関し、詳しくは、意匠性に優れた
飲料缶蓋を提供することができるポリエステルフィルム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、飲料缶蓋に印刷を施し意匠性を高
める要求が飲料業界においてはあったが、蓋に加工した
後に印刷を施すことは不可能で、また素材となる金属コ
イルに印刷を施すこともその装置上非常に困難であるた
め、限定的にカット板の印刷金属基体を蓋とするなどの
少量生産での対応が取られている。すなわち、着色され
た意匠性に優れた蓋の工業的大量生産が必ずしも容易で
はない。また切り板に印刷を施す場合でも、特に細字の
印字潰れ防止のために高粘度のインキを使用する必要が
あることからインキの種類に制限があり、また印刷方法
も被印刷体が固い金属素材であるためオフセット印刷に
限定されるなどの問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】優れた意匠性を有した
飲料缶蓋を安価かつ簡便に提供することが本発明の解決
課題である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
鑑み鋭意検討した結果、特定の構成を有するフィルムが
飲料缶外面被覆用として好適であることを見いだし、本
発明を完成するに至った。すなわち、本発明の要旨は、
厚みが３〜５０μｍであり、着色顔料および／または着
色染料を含有することを特徴とする飲料缶蓋外面被覆用
ポリエステルフィルムに存する。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、飲料缶蓋とは金属からなる飲料缶の天
蓋として缶胴部に巻き締めによって取り付けられる蓋を
いう。しかしながら、本発明の飲料缶蓋外面被覆用ポリ
エステルフィルム（以下、着色フィルムという）を適用
する飲料缶蓋の場合、少なくとも本発明の着色フィルム
が被覆される蓋外面はフィルムによって金属露出が完全
に防止されるため、必ずしも塗装を施す必要がない。な
お、蓋内面も同種のフィルムによって被覆されているこ
とが好ましいが、蓋内面被覆用フィルムは、必ずしも着
色が施されている必要はない。

【０００６】本発明において、着色フィルムは開口後に
直接口唇が接触する。このため着色フィルムは食品衛生
性に優れていることが望ましく、用いられる着色顔料、
着色染料も食品衛生性を満足していることが好ましい。
本発明において用いられる着色顔料、着色染料としては
米国のＦＤＡ（Food and Drug Administration）で認可
されているもの、例えばフタロシアニン系青色着色剤、
アンスラキノン系黄色・赤色着色剤、ベンガラなどが推
奨される。これら顔料、染料の含有濃度は使用目的に応
じて適宜選択することができるが、フィルム強度保持の
ため、濃度は２０重量％以下、隠蔽性を必要としない場
合は２重量％以下であることが望ましい。

【０００７】また、本発明の着色フィルムは昇華指数が
３以下であることが望ましい。昇華指数が３を超えると
蓋として加工する工程で着色フィルム内部から色素が析
出・昇華が生じて製造設備を汚染する恐れがあるからで
ある。また、コーヒーや茶類のように加温されて販売さ
れる缶の蓋として使用される場合には、さらに昇華指数
が２以下であることが望ましい。

【０００８】本発明において、着色フィルムの厚さは３
〜５０μｍ、好ましくは６〜１５μｍである。厚さが３
μｍ未満の場合は強度およびバリア性が不十分となり、
厚さが５０μｍを超える場合は、リベット取り付け部な
ど比較的大きな変形を受ける部位で被覆層の変形追随が
困難となる。本発明の着色フィルムの素材であるポリエ
ステルは、金属の腐食防止に必要なガスバリア性に優
れ、しかも、食品衛生性上にも問題がないものであり、
具体的に本発明にいうポリエステルとは、テレフタル
酸、イソフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカ
ルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、１，４−
シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸
などのジカルボン酸とエチレングリコール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、１，４−ブタン
ジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ネオ
ペンチルグリコールなどのジオールとを重縮合して得ら
れるポリマーを意味する。

【０００９】上記のポリエステルの中でも、特にボトル
等の飲料容器素材として実績があり、比較的廉価でかつ
食品衛生性に優れたポリエチレンテレフタレートまたは
その共重合体が好適である。ここで、ポリエチレンテレ
フタレートとは、テレフタル酸残基とエチレングリコー
ル残基とが縮合されたエチレンテレフタレート単位が全
エステル単位の９５％以上であるポリエステルをいう。

【００１０】共重合ポリエチレンテレフタレートの共重
合単位としては、エチレンテレフタレートに非常に類似
し、ほぼ同様の成形条件で加工が可能なエチレンイソフ
タレート単位、すなわちイソフタル酸残基とエチレング
リコール残基とが縮合したエステル単位が適している。
しかしながら、このほかにもジカルボン酸成分として
２，６−ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシ
ン酸、ジオール成分としてジエチレングリコール、トリ
エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４
−シクロヘキサンジメタノールを使用した共重合ポリエ
ステルも推奨される。なお、本発明でいうエステル単位
とはジカルボン酸およびジオールの各々一つずつが縮合
した構造体に相当する単位を意味する。

【００１１】本発明において、着色フィルムは、フィル
ム面内方向の弾性率の最大値と最小値の比、すなわち最
大弾性率比が１．００〜１．５０であることが好まし
く、１．００〜１．２０であることが特に好ましい。最
大弾性率比が１．５０を超える場合は、タブ取り付けに
際して大変形を受ける蓋中央部において、最大弾性率と
なる方向、すなわち主配向軸方向への裂けが生じ易く被
覆層欠陥となる恐れがある。

【００１２】本発明の着色フィルムには、隠蔽能を有す
る顔料を配合することもできる。すなわち、色彩の観点
から金属基体の地肌の色を隠蔽する必要が生じた場合、
二酸化チタン、チャイナクレイ、カーボンブラックなど
隠蔽能の高いピグメントを含有させて金属基体の色を隠
蔽しながら所望の色にするとよい。この場合、白色光の
隠蔽度が０．４以上、好ましくは０．８以上である。こ
こでいう隠蔽度とは、入射光強度を透過光強度で除した
値の常用対数を意味し、隠蔽度が０．４以上であれば、
ほとんどの用途において十分な隠蔽能を発揮しうる。

【００１３】本発明の着色フィルムは必要に応じて図柄
などの印刷を施すこともできる。この場合、印刷は着色
フィルム片面あるいは両面に施すことができる。金属基
体に貼り合わせられる側と反対面に印刷を施す場合は、
印刷インキ層保護のため、保護層を設けることが推奨さ
れる。保護層としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂など
の熱硬化性樹脂が好適である。

【００１４】飲料缶蓋外面に対する着色フィルムの被覆
方法は、特に限定されず、（１）エポキシ−フェノール
系の熱硬化型接着剤などを利用する方法、（２）共押出
法によって積層フィルムの一方の表層として構成された
熱融着性ポリエステル層を利用する方法の何れでもよ
い。しかしながら、溶剤使用による環境への影響等の観
点から、溶剤を必要としない上記（２）の方法が推奨さ
れる。

【００１５】上記（２）の方法における積層フィルム
は、少なくとも２層以上のポリエステル層から構成さ
れ、一方の表層（Ａ）は、全エステル単位に対する主た
るエステル単位の割合が９５モル％以上であるポリエス
テルで構成され、他方の表層（Ｂ）は、全エステル単位
に対する主たるエステル単位の割合が７５〜８５モル％
であるポリエステルで構成されているのが好ましい。
尚、表層（Ｂ）が上記（２）の方法における熱融着性ポ
リエステル層に該当する。

【００１６】上記の積層フィルムにおいて、表層（Ａ）
における主たるエステル単位の割合が９５モル％未満の
場合は着色フィルムとした際の強度に支障をきたし、し
かも加熱時にポリエステル内部のオリゴマー等の低分子
量物の析出が著しくなるため、蓋成形において洗浄後乾
燥工程でこれらのブリードアウトが生じる懸念がある。
表層（Ｂ）における主たるエステル単位の割合が７５
モル％未満の場合は、熱融着性が高くなりすぎ、洗浄液
乾燥工程で熱融着を生じる恐れがあり、主たるエステル
単位８５モル％を超える場合は、十分な熱融着性が得ら
れないため、飲料缶蓋外面に対する着色フィルムの被覆
の際に接着剤を使用しなければならない場合もある。表
層（Ｂ）における主たるエステル単位の好ましい割合は
７８〜８２モル％の範囲である。

【００１７】なお、表層（Ｂ）はその機能として熱融着
性が求められるのでポリエステルの存在形態としては無
定形であることが望ましい。しかし、非晶性ポリエステ
ルを用いた場合、熱融着性に問題はないものの、フィル
ムの製造工程で溶融前原料乾燥時に熱融着してしまうた
め、十分高い乾燥温度で乾燥効率を高めることができな
いため、工業的大規模生産に適せず、表層（Ｂ）を構成
するポリエステルは結晶融解エネルギーが１０Ｊ／ｇ以
上の結晶性を有していることが望ましい。

【００１８】上記の各層の厚さは、本発明の着色フィル
ムの厚さ範囲（３〜５０μｍ）の中から、各層が発揮す
る機能の程度を考慮して適宜決定されるが、何れの層も
１μｍ以上の厚みを有していることが望ましい。表層
（Ａ）の厚さが１μｍ未満の場合は、当該層内からのブ
リードアウトはなくとも、その下の層からの低分子量物
の拡散・析出を十分抑制できない。また、表層（Ｂ）の
厚さが１μｍ未満の場合は、接着性が不十分となり大変
形を受けるタブ取り付け部で被覆フィルムの剥離を生じ
る場合がある。

【００１９】本発明の着色フィルムは、例えば、次のよ
うな方法で製造することができる。まず、原料の着色剤
含有ポリエチレンテレフタレートと熱融着性共重合ポリ
エチレンテレフタレートの各ペレットを押出機にて溶融
共押出し、両層ガラス転移温度未満の温度まで急冷して
非晶質のシートを得る。このシートをロール延伸機にて
長手方向に８０〜１００℃で２．５〜４倍程度延伸を施
し、印刷インキの付着性をよくするためのアクリル樹脂
系プライマー層をコーティングしたのちにテンター延伸
機を用いて横方向に９０〜１２０℃で３．５〜４．５倍
程度延伸を施し、引き続きテンター内で２００〜２３０
℃程度で熱固定を施す得られた着色フィルムに印刷機
にて印刷を施し、さらにトップコートを施す。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。なお、以下の諸例に
おいて、「部」とあるのは重量部の意味である。また、
評価に使用した測定方法は次のとおりである。（１）フィルム厚みフィルムあるいはフィルム被覆金属板をミクロトームに
てセクショニングした断面を走査型電子顕微鏡で観察し
厚みを測定する。（２）昇華指数三菱製紙（株）ＰＰＣ用上質紙コピーファイターＡ１
枚を着色フィルムラミネートアルミニウム板上に重ね、
大気圧下にてアルミニウム板を誘導加熱して板温１８０
℃とし、３０分間放置した。ラミネートアルミニウム板
に接触していた側の紙表面の着色状況を肉眼観察および
東京電色（株）製色差計でＬ＊値、ａ＊値、ｂ＊値を評
価した結果から昇華のしやすさを５段階にランクつけし
た。

【００２１】１：肉眼でも色差計結果からも処理前と全
く同一の白色である２：肉眼では色の変化が観測できないが、ａ＊値あるい
は、ｂ＊値が変化している３：処理していない紙と並べると肉眼であっても着色を
確認できる４：快晴時の屋外において参照未処理品が無くても着色
を確認できる５：快晴時の屋外で日陰において参照未処理品が無くて
も着色を確認できる（３）最大弾性率比野村商事（株）製ソニックシートテスターＳＳＴ−２５
０型にてフィルムの面内方向の弾性波の伝播速度を測定
し、最大値をVmax、最小値をVminとする。そしてC=Vmax
²／Vmin²の式で表されるフィルム面内の弾性率の最大異
方性を最大弾性率比とした。

【００２２】（４）ポリエステル単位評価試料ポリエステルを溶解しうる重水素溶媒、例えばＣＦ
₃ＣＯＯＤに試料を溶解したものを ¹Ｈ−ＮＭＲにて化
学シフトを求め、各エステル単位種、およびその比率を
算出した。なお、各層毎のポリエステル単位を評価する
ために、プラズマ灰化装置を用いて評価する層以外の層
をプラズマ灰化除去して、所望の層を単離した。（５）結晶融解エネルギーポリエステル１０ｍｇをパーキンエルマー社製ＤＳＣ−
１型差動熱量計（ＤＳＣ）にセットし、窒素気流下で
１０℃／分の昇温速度で加熱し、ポリエステルの融解に
伴う吸熱量をポリエステル試料質量で除した値を結晶融
解エネルギー（Ｊ／ｇ）とした。（６）熱融着層の無定形確認プラズマ灰化法にて熱融着層以外の層を灰化除去し、得
られた熱融着層を密度勾配管にて密度評価を行う。先に
行ったポリエステル単位評価結果から熱融着層を構成す
るポリエステルの無定形状態の密度を熱融着層の密度で
除したものが０．９７以上であるものを無定形とした。

【００２３】［ポリエステルの製造］製造例１（ポリエステルａ）テレフタル酸ジメチル１００部、エチレングリコール６
０部および酢酸カルシウム−水塩０．１部を反応器にと
りエステル交換を行った。すなわち、反応開始温度を１
７０℃とし、メタノールの留出と共に徐々に反応温度を
上昇させ、４時間後に２３０℃まで昇温し、実質的にエ
ステル交換反応を終了させた。次いで、平均粒径１．３
μｍの無定形シリカを含有するエチレングリコールスラ
リーと燐酸０．０４部を添加した後、三酸化アンチモン
０．０４部を添加し、重縮合反応を行った。すなわち温
度を徐々に高めるとともに圧力を徐々に減じ、２時間後
に温度を２８０℃、圧力を０．３ｍｍＨｇとし、さらに
２時間経った時点で反応を停止し、シリカ０．０５部を
含有するポリエステルａを得た。

【００２４】製造例２（ポリエステルｂ）製造例１において、テレフタル酸ジメチル１００部のと
ころをテレフタル酸ジメチル７５部、イソフタル酸ジメ
チル２５部を混合したものを使用した以外は、製造例１
と同様にしてポリエステルｂを得た。製造例３（ポリエステルｃ）フタロシアニン系顔料５重量部含有する大日本インキ
（株）製スパンダイブルー−５をポリエステルｃとし
た。

【００２５】製造例４（ポリエステルｄ）アンスラキノン、ベンガラ、二酸化チタン、カーボンブ
ラックなどを含有するポリエステルであるプラスチック
カラーＰＥＳＭベージュをポリエステルｄとした。製造例５（ポリエステルｅ）製造例１において、テレフタル酸ジメチル１００部のと
ころをテレフタル酸ジメチル７０部、イソフタル酸ジメ
チル３０部を混合したものを使用した以外は、製造例１
と同様にしてポリエステルｄを得た。

【００２６】実施例１ポリエステルａ６２部、ポリエステルｂ１８部、ポリエ
ステルｃ２０部を混合した混合ポリエステルＩとポリエ
ステルａ２０部とポリエステルｂ８０部を混合した混合
ポリエステルIIとをそれぞれ別の押出機で溶融し、吐出
量比５：１（混合ポリエステルＩ：混合ポリエステルI
I）で共押出法にて押し出した後、ガラス転移温度以下
まで急冷し無定形のフィルムを得た。得られたシートを
ロール延伸機を用いて８０℃にて３倍長手方向に延伸
し、混合ポリエステルＩから構成される面側にメチルメ
タクリレート、エチルアクリレート、メチロールアクリ
ルアミドをモル比で４７．５：４７．５：５．０となる
ように共重合したものを３．７５部、メトキシメチルメ
ラミンを１．２５部含有する水分散体を塗布液を乾燥塗
布厚み０．１μｍとなるよう塗布した後、テンター延伸
機を用いて１００℃にて４倍横方向に延伸し、引き続き
２２０℃で熱固定を行い、厚み１２μｍの積層ポリエス
テルフィルムを得た。

【００２７】得られた積層ポリエステルフィルムの混合
ポリエステルＩ側の面にグラビア印刷を施し、さらにエ
ポキシ変性ウレア樹脂からなる保護コート層を設けた。
得られた着色フィルムをラミネート装置にて混合ポリエ
ステルII側の面が貼り合わせ面となるようにアルミニウ
ム板に貼り合わせ、得られたラミネートアルミニウム板
を成形し、飲料缶蓋とした。

【００２８】実施例２混合ポリエステルIIの代わりに、ポリエステルｂ８０
部、ポリエステルｃ２０部を混合した混合ポリエステル
III を用いたほかは実施例１と同様にして、着色フィル
ム、着色フィルムラミネートアルミニウム板、および着
色フィルムラミネートアルミニウム蓋を得た。

【００２９】実施例３混合ポリエステルＩの代わりに、ポリエステルａ６５
部、ポリエステルｂ１８部、ポリエステルｄ１７部を混
合した混合ポリエステルIVを使用した以外は実施例１と
同様にして、着色フィルム、着色フィルムラミネートア
ルミニウム板、および着色フィルムラミネートアルミニ
ウム蓋を得た。得られた被覆蓋が長時間にわたり加熱を
受けると内部の色素が析出・昇華するケースもあった。

【００３０】実施例４テンター延伸の延伸倍率を１．２倍としたほかは実施例
１と同様にして、着色フィルム、着色フィルムラミネー
トアルミニウム板、および着色フィルムラミネートアル
ミニウム蓋を得た。弾性波最大伝播速度方向とタブの方
向が平行でない場合、蓋１０００枚に２〜３枚の頻度で
開口時スコア部よりフィルムの裂けがタブの方向と垂直
の方向に入る場合があった。

【００３１】実施例５混合ポリエステルＩの代わりに、ポリエステルａ３２
部、ポリエステルｂ４８部、ポリエステルｃ２０部を混
合した混合ポリエステルＶを用いたほかは実施例１と同
様にして、着色フィルム、着色フィルムラミネートアル
ミニウム板、および着色フィルムラミネートアルミニウ
ム蓋を得た。得られた着色フィルム表面を走査型電子顕
微鏡で観察すると、六角板状のエチレンテレフタレート
オリゴマー結晶が析出していることが分かった。

【００３２】実施例６混合ポリエステルIIの代わりに、ポリエステルａ５２
部、ポリエステルｂ４８部を混合したポリエステル（混
合ポリエステルVI）を用いたほかは実施例１と同様にし
て、着色フィルムを得た。得られた着色フィルムは熱融
着性が不足気味だったので、東洋インキ（株）製接着剤
「アドュード」と硬化剤を用いてアルミニウム板に貼り
合わせ、さらに成形して蓋とした。接着に際して溶剤の
留去が必要であった。

【００３３】実施例７混合ポリエステルIIの代わりに、ポリエステルｅを用い
たほかは実施例１と同様にして、着色フィルム、着色フ
ィルムラミネートアルミニウム板、および着色フィルム
ラミネートアルミニウム蓋を得た。フィルム製造工程の
溶融前ポリエステル乾燥において、乾燥容器内の熱融着
防止のため乾燥温度を７０℃より高く設定できず、ポリ
エステル中の含水率を所定濃度以下にするために５０時
間を要した。

【００３４】実施例８熱固定温度を１８０℃とした以外は実施例１と同様にし
て、着色フィルム、着色フィルムラミネートアルミニウ
ム板、着色フィルムラミネートアルミニウム蓋を得た。
ラミネートに際して密着性が不足気味で皺が入りやすい
ため、ラミネートロールの圧力あるいはラミネート温度
を若干高く設定しなければならなかった。

【００３５】比較例１着色フィルム厚みを２μｍとしたほかは実施例１と同様
にして、着色フィルム、着色フィルムラミネートアルミ
ニウム板、および着色フィルムラミネートアルミニウム
蓋を得た。フィルムあるいは該フィルムよりなる被覆層
が、ラミネート工程、蓋成形工程で破れやすく、また張
力を下げるとラミネート時にしわが入るため完成品を得
るのが非常に困難であった。

【００３６】比較例２着色フィルム厚みを１００μｍとしたほかは実施例１と
同様にして、着色フィルム、着色フィルムラミネートア
ルミニウム板を得た。得られたラミネート板を蓋に成形
するに際してタブを取り付けるため蓋中央部板を絞った
ところ、被覆層が剥離してしまい、成形することができ
なかった。

【００３７】比較例３混合ポリエステルＩの代わりにポリエステルａ８２部、
ポリエステルｂ１８部を混合した混合ポリエステルを使
用した以外は実施例１と同様にして着色フィルム、着色
フィルムラミネートアルミニウム板、着色フィルムラミ
ネートアルミニウム蓋を得た。顔料を含有していなかっ
たため、印刷工程にて青色のべた印刷を行わなければな
らず、版胴が増えまた印刷インキおよび溶剤を大量に使
用しなければならなかった。以上、得られた結果をまと
めて下記表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【発明の効果】本発明の飲料缶蓋外面被覆用着色ポリエ
ステルフィルムによれば、優れた意匠性を有した飲料缶
蓋を安価かつ簡便に製造することができ、また蓋製造に
おいて蓋外面の塗装工程を省略できるため有機溶剤の使
用を抑えることができ、環境保全の点からも工業的価値
は非常に高い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 67/02 ＫＪＱＣ０８Ｌ 67/02 ＫＪＱ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚みが３〜５０μｍであり、着色顔料お
よび／または着色染料を含有することを特徴とする飲料
缶蓋外面被覆用ポリエステルフィルム。
【請求項２】昇華指数が３以下である請求項１記載の
ポリエステルフィルム。
【請求項３】最大弾性率比が１．００〜１．５０であ
る請求項２記載のポリエステルフィルム。
【請求項４】少なくともフィルムの一方の片面に印刷
が施されている請求項２記載のポリエステルフィルム。
【請求項５】少なくとも２層以上の層から構成される
フィルムであって、一方の表層は全エステル単位に対す
る主たるエステル単位の割合が９５モル％以上であるポ
リエステルで構成され、他方の表層は全エステル単位に
対する主たるエステル単位の割合が７５〜８５モル％で
あり、かつ結晶融解エネルギーが１０Ｊ／ｇ以上である
無定形ポリエステルから構成されている請求項３記載の
ポリエステルフィルム。