JPWO2017217159A1 - 金属容器蓋用ラミネート金属板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明に係る金属容器蓋用ラミネート金属板は、成形後に金属容器の内面になる側の金属板の表面にポリエステル樹脂層を備える金属容器蓋用ラミネート金属板であって、ポリエステル樹脂層は、金属板と接する側のＡ層と金属板と接しない側のＢ層とを備え、Ａ層の融点がＢ層の融点より２０℃以上低く、Ａ層は、比Ｉ０°／Ｉ９０°の値が１．５以下である溶融層を含み、Ｂ層は、比Ｉ０°／Ｉ９０°の値が３．０以上である配向層を含み、Ａ層の厚みが、５μｍ以上３０μｍ未満の範囲内にあり、Ｂ層の厚みが、０．５μｍ以上６．０μｍ未満の範囲内にあることを特徴とする。
Description
本発明は、金属容器蓋、特に缶蓋の一部又はほぼ全面を人手によって容易に開口できる鋼板製缶切り不要蓋（以下、イージーオープンエンド：ＥＯＥと称す）に使用される金属容器蓋用ラミネート金属板及びその製造方法に関する。
近年、缶用材料の樹脂被覆はラミネート化が進んでおり、例えば飲料缶については、２ピース缶の底部及び缶胴部や３ピース缶の缶胴部がラミネート化されるようになってきた。このように缶用材料のラミネート化が志向されるようになった理由としては、塗装・焼付け工程の省略による製造工程の合理化、溶媒乾燥工程（焼付工程）の省略による低環境負荷化、塗料に含まれるＢＰＡ等の環境ホルモン溶出の回避等が挙げられる。特に環境ホルモンについては、極微量のＢＰＡが人体に影響を及ぼすという報告もなされていることから、さらなる規制化の動きもある。また、一般的には、飲料缶よりも食缶の方がＢＰＡ溶出量が多いため、今後、食缶の分野においてもラミネート化が進むものと予測される。
しかしながら、現実の市場においては、例えば飲料缶の場合、２ピース缶の底部及び缶胴部についてはラミネート化が進んでいるのに対して、上蓋や３ピース缶の底蓋についてはラミネート化が進んでいない。同様に、食缶のラミネート蓋も一般的ではない。このように缶蓋材のラミネート化が進まない理由は、缶蓋固有の課題が解決されていないためであると考えられる。すなわち、缶蓋用の素材に要求される特性として、フレーバー性やバリア性だけでなく、内容物取り出し性等に優れることが挙げられる。また、缶蓋の一種であるＥＯＥでは、開缶する時、スコア溝に沿ってフィルムが破断せず、羽のようにフィルムが残ってしまう現象（フェザリング）が生じる場合があり、開缶性も要求される。これらの要求に対して従来までに様々な技術が提案されている。
例えば特許文献１には、ラミネート缶蓋製造時にラミネートフィルムの結晶化度を上げて味や香り成分（フレーバー）の吸着を抑制することによってフレーバー性を向上させる技術が記載されている。また、特許文献２には、２層構成のフィルムの表層にワックスを添加することによって、内容物の取り出し性を向上させ、且つ、成形性、耐衝撃性、及び外観に優れたラミネート金属板を得る技術が記載されている。また、特許文献３には、２層構成のフィルムの表層に高配向層、芯層に低配向層を配置することによって、製蓋中にラミネート金属板に生じる様々な加工状態に追従し、製蓋中のフィルム破断を防止するラミネート金属板を得る技術が記載されている。また、特許文献４には、ＥＯＥの成形条件を詳細に規定することで開缶性に優れた蓋が製造可能なラミネート金属板を得る技術が記載されている。さらに、特許文献５には、融点の異なる２層構成のフィルムを缶内面側に配置し、外面フィルムの耐削れ性と内面フィルムの耐食性とを両立させる技術が記載されている。
確かにこれらの技術によれば、上述した要求特性を得ることができる。しかしながら、最近のＥＯＥ用の素材には、一層のフレーバー性、バリア性、及び開缶性が要求されており、全ての要求特性を両立させることは困難である。このため、フレーバー性やバリア性が確保できてもフェザリングが生じてしまうことがあり、ＥＯＥとしての市場価値は激減してしまう。フェザリングは、見た目の悪さだけでなく、蓋に残ったフィルムに内容物が付着して不衛生であるため改善が要求される。
他方で、特許文献６には、フィルムを２層構成とし、各層のポリエステル成分及び結晶性を調整することによって上記性質をバランスよく備える素材が記載されている。また、特許文献７には、パネル部にスコア加工部を備えたラミネート蓋において、スコア部乃至その近傍の樹脂層の重量平均分子量及びその多分散度を規定し、フィルムの伸びを抑え、フェザリングを抑制することを特徴とする開口性に優れたラミネート蓋が記載されている。さらに、特許文献８には、２層構成のフィルムを用い、フィルムの上層に配向層を残すことでＥＯＥ内面の無補修化を達成し、且つ、耐食性とフェザリング抑制を確保できるラミネート蓋が記載されている。
しかしながら、特許文献６、特許文献７、及び特許文献８記載の技術では、フェザリング抑制のためのメカニズムが不明確なため、耐フェザリング性の確保が不十分であり、試験条件が厳しい客先では不合格となる場合が生じている。よって、耐フェザリング性を向上させるためには、より詳細なフィルム構成を検討する必要がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、耐フェザリング性に優れた金属容器蓋用ラミネート金属板及びその製造方法を提供することにある。
本発明に係る金属容器蓋用ラミネート金属板は、成形後に金属容器の内面になる側の金属板の表面にポリエステル樹脂層を備える金属容器蓋用ラミネート金属板であって、前記ポリエステル樹脂層は、前記金属板と接する側のＡ層と前記金属板と接しない側のＢ層とを備え、前記Ａ層の融点が前記Ｂ層の融点より２０℃以上低く、前記Ａ層は、偏光面が表面に対して平行である直線偏光レーザー光を用いたレーザーラマン分光分析法から求められるラマンシフト１７３０ｃｍ−１近傍のＣ＝０伸縮振動に起因したピーク強度Ｉ０°と偏光面が表面に対して垂直である直線偏光レーザー光を用いたレーザーラマン分光分析法から求められるラマンシフト１７３０ｃｍ−１近傍のＣ＝０伸縮振動に起因したピーク強度Ｉ９０°との比Ｉ０°／Ｉ９０°の値が１．５以下である溶融層を含み、前記Ｂ層は、前記比Ｉ０°／Ｉ９０°の値が３．０以上である配向層を含み、前記Ａ層の厚みが、５μｍ以上３０μｍ未満の範囲内にあり、前記Ｂ層の厚みが、０．５μｍ以上６．０μｍ未満の範囲内にあることを特徴とする。
本発明に係る金属容器蓋用ラミネート金属板は、上記発明において、前記Ａ層は、ポリエチレンテレフタレートを主成分とし、酸成分としてイソフタル酸を１０〜２０％共重合させたポリエステル樹脂により構成され、前記Ｂ層は、９３％以上のポリエチレンテレフタレートを含むポリエステル樹脂により構成されていることを特徴とする。
本発明に係る金属容器蓋用ラミネート金属板の製造方法は、本発明に係る金属容器蓋用ラミネート金属板の製造方法であって、前記金属板に前記ポリエステル樹脂層をラミネートする際、前記金属板の温度、ラミネートロールの温度、及びラミネートロールの押し付け圧力のうちの少なくとも１つを制御することにより、前記ポリエステル樹脂層の厚み方向の配向性を制御するステップを含むことを特徴とする。
本発明によれば、耐フェザリング性に優れた金属容器蓋用ラミネート金属板及びその製造方法を提供することができる。
以下、本発明に係る金属容器蓋用ラミネート金属板及びその製造方法について説明する。
〔金属板〕
本発明に係る金属板としては、金属容器用材料として広く使用されているアルミニウム板や鋼板等を用いることができる。特に下層が金属クロム、上層がクロム水酸化物からなる２層被膜を形成させた表面処理鋼板（以下、ＴＦＳと称す）を用いることが望ましい。ＴＦＳの金属クロム層及びクロム水酸化物層の付着量は特に限定されないが、加工後の密着性及び耐食性の観点から、いずれも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の範囲内とすることが望ましい。
本発明に係る金属板としては、金属容器用材料として広く使用されているアルミニウム板や鋼板等を用いることができる。特に下層が金属クロム、上層がクロム水酸化物からなる２層被膜を形成させた表面処理鋼板（以下、ＴＦＳと称す）を用いることが望ましい。ＴＦＳの金属クロム層及びクロム水酸化物層の付着量は特に限定されないが、加工後の密着性及び耐食性の観点から、いずれも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の範囲内とすることが望ましい。
〔ポリエステル樹脂層〕
本発明に係るポリエステル樹脂層は、成形後に金属容器の内面になる側の金属板の表面に形成され、融点差をつけるために組成の異なる２種類のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分としたポリエステル樹脂層によって構成されている。すなわち、金属板と接する層をＡ層とし、金属板と接しない側（金属容器蓋の表層側）をＢ層とした場合、Ａ層の融点がＢ層の融点より２０℃以上低いことが必要である。このような構成を達成するために、具体的には、例えば、ポリエステル樹脂層の金属板と接する側は、ポリエチレンテレフタレートを主成分とし、酸成分としてイソフタル酸（Ｉ）を１０〜２０％共重合させたＡ層によって構成されている。一方、ポリエステル樹脂層の金属板と接しない側（金属容器蓋の表層側）は、９３％以上のポリエチレンテレフタレートを含むＢ層によって構成されている。金属板と接するＡ層にイソフタル酸を共重合させることにより、Ａ層の融点を低下させ、ラミネート後にポリエステル樹脂層の厚み方向に急峻な配向性の変化をもたらすことができる。なお、イソフタル酸の含有量が１０％未満である場合には、Ａ層とＢ層との間に十分な融点差が生じない。なお、Ａ層とＢ層の融点差をつけるための共重合成分として、フィルムの伸び性と強度とのバランスの観点で好ましいイソフタル酸を実施例に挙げたが、これに限るものではなく、例えば、ジカルボン酸成分のテレフタル酸成分以外のジカルボン酸として、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェノキシエタン、ジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、フタル酸等の芳香族ジカルボン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、マレイン酸、フマル酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキシンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、ｐ−オキシ安息香酸等も好適である。
本発明に係るポリエステル樹脂層は、成形後に金属容器の内面になる側の金属板の表面に形成され、融点差をつけるために組成の異なる２種類のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分としたポリエステル樹脂層によって構成されている。すなわち、金属板と接する層をＡ層とし、金属板と接しない側（金属容器蓋の表層側）をＢ層とした場合、Ａ層の融点がＢ層の融点より２０℃以上低いことが必要である。このような構成を達成するために、具体的には、例えば、ポリエステル樹脂層の金属板と接する側は、ポリエチレンテレフタレートを主成分とし、酸成分としてイソフタル酸（Ｉ）を１０〜２０％共重合させたＡ層によって構成されている。一方、ポリエステル樹脂層の金属板と接しない側（金属容器蓋の表層側）は、９３％以上のポリエチレンテレフタレートを含むＢ層によって構成されている。金属板と接するＡ層にイソフタル酸を共重合させることにより、Ａ層の融点を低下させ、ラミネート後にポリエステル樹脂層の厚み方向に急峻な配向性の変化をもたらすことができる。なお、イソフタル酸の含有量が１０％未満である場合には、Ａ層とＢ層との間に十分な融点差が生じない。なお、Ａ層とＢ層の融点差をつけるための共重合成分として、フィルムの伸び性と強度とのバランスの観点で好ましいイソフタル酸を実施例に挙げたが、これに限るものではなく、例えば、ジカルボン酸成分のテレフタル酸成分以外のジカルボン酸として、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェノキシエタン、ジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、フタル酸等の芳香族ジカルボン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、マレイン酸、フマル酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキシンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、ｐ−オキシ安息香酸等も好適である。
〔Ａ層とＢ層の融点差〕
Ａ層とＢ層の融点差が小さい場合、後述するＢ層の切欠き効果が生じにくくなり、ポリエステル樹脂層は破断しにくくなる。また、Ａ層の融点を低くする理由は、ラミネート時にポリエステル樹脂層と金属板とを十分に密着させることができるためである。このため、Ａ層とＢ層の融点差は２０℃以上とする。
Ａ層とＢ層の融点差が小さい場合、後述するＢ層の切欠き効果が生じにくくなり、ポリエステル樹脂層は破断しにくくなる。また、Ａ層の融点を低くする理由は、ラミネート時にポリエステル樹脂層と金属板とを十分に密着させることができるためである。このため、Ａ層とＢ層の融点差は２０℃以上とする。
〔Ａ層及びＢ層の配向性］
Ａ層は、偏光面が表面に対して平行である直線偏光レーザー光を用いたレーザーラマン分光分析法から求められるラマンシフト１７３０ｃｍ−１近傍のＣ＝０伸縮振動に起因したピーク強度Ｉ０°と偏光面が表面に対して垂直である直線偏光レーザー光を用いたレーザーラマン分光分析法から求められるラマンシフト１７３０ｃｍ−１近傍のＣ＝０伸縮振動に起因したピーク強度Ｉ９０°との比Ｉ０°／Ｉ９０°の値が１．５以下である溶融層を含む。また、Ｂ層は、比Ｉ０°／Ｉ９０°の値が３．０以上である配向層を含む。このようにＡ層とＢ層とを構成する理由は、表層のＢ層によるポリエステル樹脂層の易破断性を高めるためである。
Ａ層は、偏光面が表面に対して平行である直線偏光レーザー光を用いたレーザーラマン分光分析法から求められるラマンシフト１７３０ｃｍ−１近傍のＣ＝０伸縮振動に起因したピーク強度Ｉ０°と偏光面が表面に対して垂直である直線偏光レーザー光を用いたレーザーラマン分光分析法から求められるラマンシフト１７３０ｃｍ−１近傍のＣ＝０伸縮振動に起因したピーク強度Ｉ９０°との比Ｉ０°／Ｉ９０°の値が１．５以下である溶融層を含む。また、Ｂ層は、比Ｉ０°／Ｉ９０°の値が３．０以上である配向層を含む。このようにＡ層とＢ層とを構成する理由は、表層のＢ層によるポリエステル樹脂層の易破断性を高めるためである。
Ｂ層の配向性が高くなると、ＥＯＥ開缶時にポリエステル樹脂層が変形した際、Ａ層よりも先にＢ層が破断し、亀裂が生じやすくなる。そして、この亀裂によって応力集中が生じ、ポリエステル樹脂層全体に破断が進行する（切欠き効果）。また、このような構成により、ラミネート時に溶融層が十分に確保され、ポリエステル樹脂層と金属板との密着性が強くなる。このため、ＥＯＥ開缶時にスコアが破断する時、ポリエステル樹脂層が金属板に追従しながら破断し、フェザリングが生じにくくなる。
なお、Ｂ層における比Ｉ０°／Ｉ９０°の値を３．０以上とする理由は、比Ｉ０°／Ｉ９０°の値が３．０未満である場合、亀裂が生じにくく、ポリエステル樹脂層全体の破断性が劣るためである。また、比Ｉ０°／Ｉ９０°の上限値は、通常のラミネート条件で得られる実質的な上限値６．０とする。
〔厚み方向におけるポリエステル樹脂層の配向性の変化〕
Ａ層中の溶融層からＢ層中の配向層に変化するまでに要するポリエステル樹脂層の厚みは１μｍ以上４μｍ以下の範囲内にある。本発明に係るポリエステル樹脂層は、金属板側からみてＡ層からＢ層へと変化するが、厚み方向に対する配向性の変化が急峻であるほどフェザリングを有効的に抑制できる。詳しくは、Ｂ層中の配向層とＡ層中の溶融層との間の配向性の変化が急峻であるほど、ＥＯＥ開缶時にポリエステル樹脂層が変形した際、Ａ層とＢ層との間に応力差が生じ、より大きな切欠き効果が得られる。この効果は、Ａ層とＢ層の融点差が大きいほど得られやすい。Ａ層中の溶融層からＢ層中の配向層に変化するまでに要する厚みが４μｍ超えであると、ポリエステル樹脂層の変形時に十分な応力差を生じないため、耐フェザリング性に劣る。一方、Ａ層中の溶融層からＢ層中の配向層に変化するまでに要する厚みの下限値は、通常のラミネート条件で得られる実質的な下限値１μｍである。
Ａ層中の溶融層からＢ層中の配向層に変化するまでに要するポリエステル樹脂層の厚みは１μｍ以上４μｍ以下の範囲内にある。本発明に係るポリエステル樹脂層は、金属板側からみてＡ層からＢ層へと変化するが、厚み方向に対する配向性の変化が急峻であるほどフェザリングを有効的に抑制できる。詳しくは、Ｂ層中の配向層とＡ層中の溶融層との間の配向性の変化が急峻であるほど、ＥＯＥ開缶時にポリエステル樹脂層が変形した際、Ａ層とＢ層との間に応力差が生じ、より大きな切欠き効果が得られる。この効果は、Ａ層とＢ層の融点差が大きいほど得られやすい。Ａ層中の溶融層からＢ層中の配向層に変化するまでに要する厚みが４μｍ超えであると、ポリエステル樹脂層の変形時に十分な応力差を生じないため、耐フェザリング性に劣る。一方、Ａ層中の溶融層からＢ層中の配向層に変化するまでに要する厚みの下限値は、通常のラミネート条件で得られる実質的な下限値１μｍである。
〔溶融層及び配向層の厚み〕
溶融層の厚みは５μｍ以上３０μｍ未満の範囲内にあり、配向層の厚みは０．５μｍ以上６．０μｍ未満の範囲内にある。上述の通り、フェザリング抑制のためには、配向層に亀裂を効果的に生じさせ、ポリエステル樹脂層全体を切欠き効果により破断させる必要がある。配向層の厚みが０．５μｍ未満であると、表層に亀裂が入ったとしても、十分な応力集中が得られず、ポリエステル樹脂層全体の破断を助けるほどの切欠き効果が得られない。一方、配向層の厚みが６．０μｍ以上であると、表層の厚みが大きすぎるため、表層に亀裂が生じにくくなる。溶融層の厚みは配向層より厚いことが好ましい。溶融層の厚みが５μｍ未満である場合、ポリエステル樹脂層全体の厚みに対する配向層の厚みの割合が大きくなり、破断がおきても配向層の切欠き効果によるフェザリング低減効果が期待できない。一方、溶融層の厚みが３０μｍ以上である場合には、ポリエステル樹脂層全体の厚みが過度に増えてしまい、フェザリングが大きくなる。
溶融層の厚みは５μｍ以上３０μｍ未満の範囲内にあり、配向層の厚みは０．５μｍ以上６．０μｍ未満の範囲内にある。上述の通り、フェザリング抑制のためには、配向層に亀裂を効果的に生じさせ、ポリエステル樹脂層全体を切欠き効果により破断させる必要がある。配向層の厚みが０．５μｍ未満であると、表層に亀裂が入ったとしても、十分な応力集中が得られず、ポリエステル樹脂層全体の破断を助けるほどの切欠き効果が得られない。一方、配向層の厚みが６．０μｍ以上であると、表層の厚みが大きすぎるため、表層に亀裂が生じにくくなる。溶融層の厚みは配向層より厚いことが好ましい。溶融層の厚みが５μｍ未満である場合、ポリエステル樹脂層全体の厚みに対する配向層の厚みの割合が大きくなり、破断がおきても配向層の切欠き効果によるフェザリング低減効果が期待できない。一方、溶融層の厚みが３０μｍ以上である場合には、ポリエステル樹脂層全体の厚みが過度に増えてしまい、フェザリングが大きくなる。
〔金属容器蓋用ラミネート金属板の製造方法〕
ラミネート前の金属板の温度は、ポリエステル樹脂層の厚み方向の配向性の変化に大きな影響を与える。Ａ層の融点以上の温度からＢ層の融点以下の温度程度の温度範囲内で金属板を加熱した後にラミネートすることにより、ラミネート後のポリエステル樹脂層の厚み方向の配向性は急峻になる。一方、金属板の温度がＡ層の融点を下回ると、Ａ層に配向が残り、配向性の変化が緩やかなものとなる。また、金属板の温度がＢ層の融点を上回ると、Ｂ層の配向性がなくなり、同様に配向性の変化が緩やかなものとなる。
ラミネート前の金属板の温度は、ポリエステル樹脂層の厚み方向の配向性の変化に大きな影響を与える。Ａ層の融点以上の温度からＢ層の融点以下の温度程度の温度範囲内で金属板を加熱した後にラミネートすることにより、ラミネート後のポリエステル樹脂層の厚み方向の配向性は急峻になる。一方、金属板の温度がＡ層の融点を下回ると、Ａ層に配向が残り、配向性の変化が緩やかなものとなる。また、金属板の温度がＢ層の融点を上回ると、Ｂ層の配向性がなくなり、同様に配向性の変化が緩やかなものとなる。
ラミネート時の冷却用のラミネートロールの温度もポリエステル樹脂層の厚み方向の配向性を制御する上で重要な要件である。冷却用のラミネートロール温度を低下させることにより、より急峻な厚み方向の配向性の変化を生じさせることができる。なお、冷却用のラミネートロールの温度は、一般的に実施される温度でもよいが、７０℃以下にすることが好ましく、さらに好ましくは６０℃以下である。
ラミネートロールの押し付け圧力もポリエステル樹脂層の厚み方向の配向性を制御する上で重要な要件である。ラミネートロールの押し付け圧力を増加させると、ポリエステル樹脂層を金属板に貼り付ける時に金属板による抜熱が大きくなり冷却速度が増加するので、より急峻な厚み方向の配向性の変化を生じさせることができる。但し、押し付け圧力を過度に増加させると、ラミネートロールの消耗が激しくなり、生産効率が下がる。
［金属板の製造方法］
金属板として、低炭素Ａｌキルド鋼の連続鋳造スラブに対して熱間圧延処理、脱スケール処理、冷間圧延処理、焼鈍処理、及び調質圧延処理を施した調質度Ｔ４ＣＡ、板厚０．２２ｍｍの冷延鋼帯を使用し、脱脂処理及び酸洗処理を施した後、電解クロメート処理によって金属クロム１３０ｍｇ／ｍ２、クロム酸化物１５ｍｇ／ｍ２のメッキを施したＴＦＳを準備した。
金属板として、低炭素Ａｌキルド鋼の連続鋳造スラブに対して熱間圧延処理、脱スケール処理、冷間圧延処理、焼鈍処理、及び調質圧延処理を施した調質度Ｔ４ＣＡ、板厚０．２２ｍｍの冷延鋼帯を使用し、脱脂処理及び酸洗処理を施した後、電解クロメート処理によって金属クロム１３０ｍｇ／ｍ２、クロム酸化物１５ｍｇ／ｍ２のメッキを施したＴＦＳを準備した。
［ラミネート金属板の製造方法］
供試フィルムとして、表１の条件になるようにフィルムを製造し、ＴＦＳにフィルムをラミネートした。ラミネート前の鋼板表面の温度でフィルムの全体的な配向性を決め、ラミネートロールの押し付け圧力と温度によりフィルム厚み方向の配向性の変化を制御してサンプルを作製した。配向性は、偏光面が表面に対して平行である直線偏光レーザー光を用いたレーザーラマン分光分析法から求められるラマンシフト１７３０ｃｍ−１近傍のＣ＝０伸縮振動に起因したピーク強度Ｉ０°と偏光面が表面に対して垂直である直線偏光レーザー光を用いたレーザーラマン分光分析法から求められるラマンシフト１７３０ｃｍ−１近傍のＣ＝０伸縮振動に起因したピーク強度Ｉ９０°との比Ｉ０°／Ｉ９０°の値により評価した。
供試フィルムとして、表１の条件になるようにフィルムを製造し、ＴＦＳにフィルムをラミネートした。ラミネート前の鋼板表面の温度でフィルムの全体的な配向性を決め、ラミネートロールの押し付け圧力と温度によりフィルム厚み方向の配向性の変化を制御してサンプルを作製した。配向性は、偏光面が表面に対して平行である直線偏光レーザー光を用いたレーザーラマン分光分析法から求められるラマンシフト１７３０ｃｍ−１近傍のＣ＝０伸縮振動に起因したピーク強度Ｉ０°と偏光面が表面に対して垂直である直線偏光レーザー光を用いたレーザーラマン分光分析法から求められるラマンシフト１７３０ｃｍ−１近傍のＣ＝０伸縮振動に起因したピーク強度Ｉ９０°との比Ｉ０°／Ｉ９０°の値により評価した。
レーザー光の偏光面と分子振動が同一の面内にあれば、ピーク強度は高くなることから、分子鎖の配向性はピーク強度を測定することによって評価できる。評価サンプルは、鋼板の製造ライン方向の断面を切り出し、樹脂埋め込みした後、断面を研磨することによって作製した。レーザーラマン分光分析装置としてサーモフィッシャー社製Ｎｉｃｏｌｅｔ Ａｌｍｅｇａ ＸＲを用い、直線偏光レーザー光として５３２ｎｍアルゴンレーザー光を用いた。ピーク強度は、直線偏光レーザー光のビーム径を絞ることによって厚み方向に沿って１μｍピッチで測定し、ポリエステル樹脂層の厚み方向の配向性を詳細に調査した。
［製蓋方法］
得られたラミネート鋼板に塗装焼き付け処理相当である１６０℃で１０分、１８０℃で１０分の計２回熱処理を行い、次いでＥＯＥ製蓋加工を行った。スコア部は、Ｖ字型のスコア金型を用い、スコア加工部の板厚が７０μｍ程度となるように調整した。得られたＥＯＥ蓋にタブを取り付け、１２５℃、湿潤環境下で９０分のレトルト処理を行った。
得られたラミネート鋼板に塗装焼き付け処理相当である１６０℃で１０分、１８０℃で１０分の計２回熱処理を行い、次いでＥＯＥ製蓋加工を行った。スコア部は、Ｖ字型のスコア金型を用い、スコア加工部の板厚が７０μｍ程度となるように調整した。得られたＥＯＥ蓋にタブを取り付け、１２５℃、湿潤環境下で９０分のレトルト処理を行った。
［フェザリング測定方法］
レトルト処理後、タブを起こし、パネル部と外周のリング部を分離することで開缶した。開缶後、リング部に残ったフィルムの長さを計測し、フィルムの長さが２００μｍ超えであれば「×」、フィルムの長さが２００μｍ以下であれば「○」、フィルムの長さが１００μm以下であれば「◎」とした。
レトルト処理後、タブを起こし、パネル部と外周のリング部を分離することで開缶した。開缶後、リング部に残ったフィルムの長さを計測し、フィルムの長さが２００μｍ超えであれば「×」、フィルムの長さが２００μｍ以下であれば「○」、フィルムの長さが１００μm以下であれば「◎」とした。
［評価結果］
評価結果を以下の表１に示す。表１の発明例は、いずれも配向層の厚み及び配向度が十分であり、且つ、溶融層から配向層への変化も急峻であったため、耐フェザリング性に優れていた。一方、比較例であるＮｏ．１〜３は、配向層の厚みが薄かったため（厚み＝０．１μｍ）、表層に亀裂が入ったとしても十分な応力集中が得られず、切欠き効果が十分ではなかった。そのため、耐フェザリング性に劣っていた。比較例であるＮｏ．６は、配向層の厚みが１．５μｍと十分であったが、配向層の配向度が小さかったため（ピーク強度比＝２）、表面の亀裂が入りづらく、耐フェザリング性に劣っていた。
評価結果を以下の表１に示す。表１の発明例は、いずれも配向層の厚み及び配向度が十分であり、且つ、溶融層から配向層への変化も急峻であったため、耐フェザリング性に優れていた。一方、比較例であるＮｏ．１〜３は、配向層の厚みが薄かったため（厚み＝０．１μｍ）、表層に亀裂が入ったとしても十分な応力集中が得られず、切欠き効果が十分ではなかった。そのため、耐フェザリング性に劣っていた。比較例であるＮｏ．６は、配向層の厚みが１．５μｍと十分であったが、配向層の配向度が小さかったため（ピーク強度比＝２）、表面の亀裂が入りづらく、耐フェザリング性に劣っていた。
比較例であるＮｏ．１８，１９は、配向層の配向度が不十分であったため（ピーク強度比＝２）、耐フェザリング性に劣っていた。また、比較例であるＮｏ．２０，３３，４０は、配向層の厚み及び配向度が十分であったが、溶融層から配向層への変化が急峻でなかったため（厚みＬ＝７〜８）、耐フェザリング性に劣っていた。
比較例であるＮｏ．３８，３９は、全体のフィルム厚が過度に厚いため、フィルム破断が生じにくく、耐フェザリング性に劣っていた。比較例であるＮｏ．４１，４２は、配向層の厚みが厚すぎたため（厚み＝１０μｍ）、表層に亀裂が入りにくく、耐フェザリング性に劣っていた。比較例であるＮｏ．４３〜４８は、Ａ層とＢ層の融点差が小さいために配向層と溶融層の配向差が小さく（融点差＝１１℃）、またラミネート時の密着性の確保が不十分であったため、耐フェザリング性に劣っていた。また、比較例であるＮｏ．４９〜５２は、Ａ層とＢ層の融点差が大きく、配向層と溶融層の配向差が大きかったが、配向層の厚みが大きかったことから表層に亀裂が入りにくかったため（厚み＝７μｍ以上）、耐フェザリング性に劣っていた。以上のことから、本発明によれば、耐フェザリング性に優れた金属容器蓋用ラミネート金属板が得られることが確認された。
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
本発明によれば、耐フェザリング性に優れた金属容器蓋用ラミネート金属板及びその製造方法を提供することができる。
Claims (3)
- 成形後に金属容器の内面になる側の金属板の表面にポリエステル樹脂層を備える金属容器蓋用ラミネート金属板であって、
前記ポリエステル樹脂層は、前記金属板と接する側のＡ層と前記金属板と接しない側のＢ層とを備え、
前記Ａ層の融点が前記Ｂ層の融点より２０℃以上低く、
前記Ａ層は、偏光面が表面に対して平行である直線偏光レーザー光を用いたレーザーラマン分光分析法から求められるラマンシフト１７３０ｃｍ−１近傍のＣ＝０伸縮振動に起因したピーク強度Ｉ０°と偏光面が表面に対して垂直である直線偏光レーザー光を用いたレーザーラマン分光分析法から求められるラマンシフト１７３０ｃｍ−１近傍のＣ＝０伸縮振動に起因したピーク強度Ｉ９０°との比Ｉ０°／Ｉ９０°の値が１．５以下である溶融層を含み、
前記Ｂ層は、前記比Ｉ０°／Ｉ９０°の値が３．０以上である配向層を含み、
前記Ａ層の厚みが、５μｍ以上３０μｍ未満の範囲内にあり、
前記Ｂ層の厚みが、０．５μｍ以上６．０μｍ未満の範囲内にある
ことを特徴とする金属容器蓋用ラミネート金属板。 - 前記Ａ層は、ポリエチレンテレフタレートを主成分とし、酸成分としてイソフタル酸を１０〜２０％共重合させたポリエステル樹脂により構成され、前記Ｂ層は、９３％以上のポリエチレンテレフタレートを含むポリエステル樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の金属容器蓋用ラミネート金属板。
- 請求項１又は請求項２に記載の金属容器蓋用ラミネート金属板の製造方法であって、前記金属板に前記ポリエステル樹脂層をラミネートする際、前記金属板の温度、ラミネートロールの温度、及びラミネートロールの押し付け圧力のうちの少なくとも１つを制御することにより、前記ポリエステル樹脂層の厚み方向の配向性を制御するステップを含むことを特徴とする金属容器蓋用ラミネート金属板の製造方法。
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