KR101207759B1 - 이지 오픈 뚜껑 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 기체상에 프라이머를 통하여 활제 함유 이축 연신 필름이 피복된 수지 피복 금속판을 포함하는 이지 오픈 뚜껑에 있어서, 이축 연신 필름 내의 활제는, 평균 입자 직경이 0.5 ㎛ 내지 2.5 ㎛이고 평균 입자 직경비(장경/단경)가 1.0 내지 1.2 범위에 있는 구형이고, 이축 연신 필름 내에 0.05 중량% 내지 0.5 중량%의 비율로 배합되어 있는 것이 중요한 특징이며, 이에 따라 톱코트층(top-coat layer)을 형성하지 않아도, 성형 공구에의 활제의 부착 퇴적에 의한 필름의 긁힘이나 성형 공구의 손상이 없고, 수지 피복이 금속판에 접착성 좋게 피복되어 있기 때문에, 생산성 및 경제성도 우수하다.
이지 오픈 뚜껑
Description
본 발명은 수지 피복 금속판으로 이루어지는 이지 오픈 뚜껑에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 내면 톱코트층(top-coat layer)의 형성이 불필요하고, 생산성, 경제성이 우수한 이지 오픈 뚜껑에 관한 것이다.
종래부터, 각별한 기구를 사용하지 않고 손으로 용이하게 개봉할 수 있는 용기 뚜껑으로서, 소위 이지 오픈 뚜껑이 널리 사용되고 있다. 이 용기 뚜껑은 가공성의 관점에서 금속 소재로서 양철, TFS 등의 표면 처리 강판이나 알루미늄 합금 등에 폴리에스테르 필름 등의 수지 피복을 실시한 수지 피복 금속판을 사용하고, 이 금속판으로 이루어지는 용기 뚜껑에, 금속판의 두께 방향의 도중에 이르도록 새김선(score)을 형성하여, 개구용 부분을 구획하며, 이 개구용 부분에 뚜껑판 자체로 리벳을 형성시키고, 이 리벳으로 풀탭(pull-tab)를 고정한 것으로, 캔 몸통 부재 등의 플랜지와의 사이에 이중 권체되어(double seam) 사용되고 있다.
이러한 이지 오픈 뚜껑은, 일본 특허 공개 소화 제62-52045호 공보 등에 기재되어 있는 바와 같이, 금속판에 접착 프라이머를 통하여 폴리에스테르 필름이 피복된 수지 피복 금속판으로 이루어져 있으나, 이러한 폴리에스테르 필름에는, 예컨대 일본 특허 공개 제2002-302558호 공보에 나타나는 바와 같이, 필름 제막(製膜) 시에 권취에 의해 주름이 발생하는 것을 방지하기 위하여 활제가 첨가되어 있으며, 이 활제가 리벳 성형 공정에서 성형 공구에 퇴적하여, 필름에 상처를 입히기 때문에, 수지 피복 금속판의 내표면에는, 이러한 활제의 성형 공구에의 부착을 방지하기 위해서 톱코트층이 형성되어 있다.
그러나, 폴리에스테르 수지 등으로 피복되어 있는 수지 피복 금속판을 사용하여 이지 오픈 뚜껑을 성형하는 경우, 필름 내에 함유되는 활제에 의한 상술한 문제가 발생하지 않으면, 본래 톱코트층은 불필요하고, 톱코트층을 생략할 수 있으면, 생산성, 경제성을 향상시키는 것이 가능해진다.
그 한편, 종래는 톱코트층을 형성하기 위한 가열을 행할 때에, 접착 프라이머층의 가열도 동시에 행해졌기 때문에, 톱코트층의 형성이 생략된 경우에는, 종래 사용되고 있던 접착 프라이머층에서는 가열이 불충분해진다는 문제가 발생한다.
따라서 본 발명의 목적은, 톱코트층을 형성하지 않아도, 성형 공구에의 활제의 부착 퇴적에 의한 필름의 긁힘이나 성형 공구의 손상이 없으며, 수지 피복이 금속판에 접착성 좋게 피복되어 있는 생산성, 경제성이 우수한 이지 오픈 뚜껑을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 금속 기체상에 프라이머를 통하여 활제 함유 이축 연신 필름이 피복된 수지 피복 금속판을 포함하는 이지 오픈 뚜껑에 있어서, 상기 활제는, 평균 입자 직경이 0.5 ㎛ 내지 2.5 ㎛이고 평균 입자 직경비(장경/단경)가 1.0 내지 1.2의 범위에 있는 구형이고, 이축 연신 필름 내에 0.05중량% 내지 0.5중량%의 비율로 배합되어 있으며, 상기 이축 연신 필름상에는 톱코트층이 형성되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 이지 오픈 뚜껑이 제공된다.
본 발명의 이지 오픈 뚜껑에 있어서는,
1. 이축 연신 필름이 폴리에틸렌테레프탈레이트, 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트의 혼합물 중 어느 하나인 것,
2. 프라이머가 수 평균 분자량이 3000 내지 8000의 범위에 있는 편말단 변성 에폭시 수지(single-terminal-modified epoxy resin)와 알칼리 레졸형 페놀 수지를 95:5 내지 50:50의 비율(중량비)로 배합하여 이루어지는 것인 것,
3. 프라이머의 두께가 0.3 ㎛ 내지 3 ㎛인 것,
4. 이축 연신 필름의 두께가 10 ㎛ 내지 40 ㎛인 것이 적합하다.
본 발명에 따르면, 수지 피복 금속판의 내면측 폴리에스테르 필름상에 형성할 필요가 있었던 톱코트층을 형성하지 않아도, 폴리에스테르 필름에 함유되어 있는 활제가 성형 공구에 부착 퇴적하는 일이 없기 때문에, 수지 피복의 손상이 방지되어, 내식성이 우수한 이지 오픈 뚜껑을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 이지 오픈 뚜껑은, 톱코트층을 형성할 필요가 없기 때문에, 톱코트층 형성을 위한 공정을 단축할 수 있고, 성형 공구의 손상도 방지되기 때문에, 생산성이 우수하다는 이점이 있다.
또한 특정의 프라이머를 사용함으로써, 우수한 내페더링성(anti-feathering property)과 함께, 저분자량 성분의 용출이 억제되어, 우수한 플레이버성, 위생성도 얻는 것이 가능해진다.
본 발명의 이지 오픈 뚜껑에 있어서는, 금속 기체상에 프라이머를 통하여 피복되는 이축 연신 필름에 배합되는 활제로서, 평균 입자 직경이 0.5 ㎛ 내지 2.5 ㎛ 및 평균 입자 직경비(장경/단경)가 1.0 내지 1.2인 범위의 구형인 것을 선택하고, 이축 연신 필름 내에 0.05중량% 내지 0.5중량%의 비율로 함유시키는 것이 중요한 특징이며, 이에 따라 상기 이축 연신 필름상에 톱코트층을 형성하지 않아도, 종래 수지 피복의 긁힘의 원인이 되고 있었던 활제의 성형 공구에의 부착 퇴적을 유효하게 방지하는 것이 가능해진다.
본 발명에 있어서는, 활제의 평균 입자 직경 및 평균 입자 직경비(장경/단경), 및 배합량 모두가 상기 범위 내에 있는 것이 중요하며, 이들이 하나라도 상기 범위에 없는 경우에는, 상술한 본 발명의 작용 효과를 얻을 수 없다.
즉 후술하는 실시예로부터도 명백하듯이, 평균 입자 직경비 및 배합량이 상기 범위 내에 있는 경우라도, 평균 입자 직경이 상기 범위보다도 작은 경우에는, 성형 공구에 미소한 상처가 발생하며 필름의 부착 퇴적이라고 하는 새로운 문제가 발생해 버리고(비교예 1), 한편 상기 범위보다도 평균 입자 직경이 큰 경우에는, 성형 공구의 긁힘과 함께 성형시에 필름을 손상시켜 금속 노출이 발생해 버린다(비교예 5).
또한 평균 입자 직경 및 배합량이 상기 범위 내에 있는 경우라도, 평균 입자 직경비(장경/단경)가 상기 범위를 벗어나는 경우에는, 역시 성형 공구에 미소한 상처가 발생하며 필름의 부착 퇴적이 발생한다(비교예 6). 또한 평균 입자 직경 및 평균 입자 직경비가 상기 범위 내에 있는 경우라도, 배합량이 상기 범위보다도 적은 경우에는, 필름이 성형 공구에 부착해 버리고(비교예 2, 4), 또한 상기 범위보다도 많은 경우에는, 성형 공구에 미소한 상처가 발생해 버린다(비교예 3).
또한 응집 형상의 활제의 경우, 평균 입자 직경 및 배합량이 상기 범위 내에 있는 경우라도 성형 공구에 활제의 부착 퇴적이 발생하여 필름을 손상시켜서 금속 노출이 발생해 버린다(비교예 7).
본 발명에 있어서는, 상술한 활제를 배합한 이축 연신 필름을 사용함으로써, 성형 공구에의 활제 입자의 부착 퇴적에 의한 필름의 긁힘이라고 하는 문제를 해결하는 것이 가능하지만, 이러한 활제를 배합한 이축 연신 필름을 금속판에 접착하기 위한 접착 프라이머로서, 수 평균 분자량이 3000 내지 8000의 범위에 있는 편말단 변성 에폭시 수지와 알칼리 레졸형 페놀 수지를 95:5 내지 50:50의 비율(중량비)로 배합하여 이루어지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이에 따라 톱코트층을 형성할 때에 가열을 이용하지 않아도, 활제 함유 이축 연신 필름을 금속판에 밀착성 좋게 피복하는 것이 가능해지며, 필름의 밀착성이 우수하고, 내식성이 우수한 이지 오픈 뚜껑을 제공하는 것이 가능해진다.
또한 이 프라이머로 이루어지는 경화 도막에 있어서는, 내페더링성이 우수하고, 내용물에 용이하게 추출될 수 있는, 분해 등에 의해 생성되는 저분자량 성분을 감소시킬 수 있으며, 위생성?플레이버성이 우수하다는 이점이 있다(실시예 1～5, 7～11, 비교예 1～10).
도 1은 본 발명의 이지 오픈 뚜껑에 사용하는 수지 피복 금속판의 단면 구조의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 이지 오픈 뚜껑에 사용하는 수지 피복 금속판의 단면 구조의 다른 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 이지 오픈 뚜껑의 일례의 상면도이다.
도 4는 도 3의 선 A-A에 있어서의 확대 단면도이다.
(활제 함유 이축 연신 필름)
본 발명의 이지 오픈 뚜껑에 사용되는 수지 피복 금속판에 있어서의 피복 수지인 이축 연신 필름은, 종래 수지 피복 금속판에 사용되고 있던 열가소성 수지, 특히 폴리에스테르 수지로 이루어지는 필름을 사용할 수 있다.
폴리에스테르 수지로서는, 호모폴리에틸렌테레프탈레이트여도 좋으나, 테레프탈산 이외의 산 성분을 산 성분 기준으로 30몰% 이하의 양으로, 에틸렌글리콜 이외의 알코올 성분을 알코올 성분 기준으로 30몰% 이하의 양으로 함유하는 공중합 폴리에스테르 단체 또는 이들의 혼합물이어도 좋다.
테레프탈산 이외의 산 성분으로서는, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 시클로헥산디카르복실산, P-β-옥시에톡시안식향산, 디페녹시에탄-4,4'-디카르복실산, 5-나트륨술포이소프탈산, 헥사히드로테레프탈산, 숙신산, 아디핀산, 세바신산, 도데칸디온산, 다이머산, 트리멜리트산, 피로멜리트산 등을 들 수 있다.
또한 에틸렌글리콜 이외의 알코올 성분으로서는, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄 디올, 네오펜틸글리콜, 1,6-헥실렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 시클로헥산디메탄올, 비스페놀 A의 에틸렌옥사이드 부가물, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨 등의 글리콜 성분을 들 수 있다.
폴리에스테르는, 필름 형성 범위의 분자량을 가져야 하며, 용매로서, 페놀/테트라클로로에탄 혼합 용매를 사용하여 측정한 고유 점도〔η〕가 0.5 dL/g 이상, 특히 0.52 dL/g 내지 0.70 dL/g의 범위에 있는 것이 부식 성분에 대한 배리어성이나 기계적 성질의 점에서 좋다.
적합하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트의 혼합물 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 이들 수지는 프라이머와의 밀착성이 특히 바람직하며, 스코어부를 파단할 때의 전단성이 우수하기 때문에, 내페더링성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 이러한 이축 연신 필름 내에, 평균 입자 직경이 0.5 ㎛ 내지 2.5 ㎛, 및 평균 입자 직경비(장경/단경)가 1.0 내지 1.2의 범위에 있는 구형의 활제가, 이축 연신 필름 내에 0.05중량% 내지 0.5중량%의 비율로 배합되어 있는 것이 중요하다.
활제의 평균 입자 직경이 상기 범위보다도 크면 뚜껑 제조 가공시에, 예컨대 스코어 가공시나 리벳 가공시에 조대 활제 입자가 기점이 되어 핀 홀에 의한 금속 노출이 발생한다. 한편, 평균 입자 직경이 상기 범위보다도 작으면, 필름의 미끄럼성이 부족하여, 필름의 원활한 제막이 어려워져서, 필름에 주름이 발생하고, 라 미네이트시에도 지장을 초래하며 성형 공구에의 필름의 부착 퇴적이 발생한다.
활제로서는, 상기 입자 직경을 만족시키는 한 다양한 것을 사용할 수 있으며, 예컨대 실리카, 알루미나, 이산화티탄, 탄산칼슘, 황산바륨 등의 무기계 활제, 또는 가교 실리콘 수지, 가교 폴리스티렌 수지 등의 유기계 활제를 들 수 있으나, 특히 진구형(truly spherical) 실리카, 진구형 실리콘, 진구형 탄산칼슘 등을 적합하게 사용할 수 있다.
또한 이축 연신 필름에는, 상기 활제 외에, 그 자체 공지의 필름용 배합제, 안티블로킹제(anti-blocking agent), 안료, 각종 대전방지제, 산화방지제 등을 공지의 처방에 따라 배합할 수 있다.
활제 함유 이축 연신 필름의 연신 배율은, 일반적으로 가로 방향으로 3배 내지 5배, 세로 방향으로 3배 내지 5배의 범위에 있는 것이 바람직하고, 또한 활제 함유 이축 연신 필름의 두께는, 일반적으로 10 ㎛ 내지 40 ㎛의 범위에 있는 것이 바람직하다.
상기 범위보다도 필름의 두께가 두꺼우면, 스코어부를 파단할 때에 필름이 끊어지지 않고 늘어날 우려가 있고, 내페더링성이 저하될 우려가 있으며, 경제성의 점에서 바람직하지 않다. 한편 상기 범위보다도 필름의 두께가 얇으면 뚜껑 성형시에 금속 노출을 발생시킬 우려가 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 활제 함유 이축 연신 필름이 이지 오픈 뚜껑의 내면측의 표층으로서 위치하면 되고, 금속판측에 하층이 형성된 이층 구조로 할 수도 있다.
하층으로서는 상술한 폴리에스테르 수지의 어느 것이든 사용할 수 있으나, 특히 에틸렌테레프탈레이트 단위를 주체로 하고, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산 등 중 적어도 1종을 1몰% 내지 30몰%의 양으로 함유하며, 상층이 되는 이축 연신 필름에 있어서의 상기 산 성분의 배합량보다도 그 양이 많은 폴리에스테르 수지로 이루어지는 것이, 가공 밀착성, 내덴트성(anti-denting property) 등의 점에서 적합하다.
이층 구성으로 사용하는 경우, 하층의 두께는 5 ㎛ 내지 32 ㎛의 범위에 있는 것이 바람직하고, 상층 및 하층의 두께비는, 1:1 내지 1:4의 범위에 있는 것이 가공성, 내식성 등의 점에서 바람직하다.
(프라이머)
본 발명에 있어서, 상기 활제 함유 이축 연신 필름을 금속판에 접착하기 위한 프라이머로서는, 금속판과 폴리에스테르 필름의 양방에 우수한 접착성을 나타내며, 단시간에 경화할 수 있는 것임이, 종래의 톱코트층을 생략하는 데에 있어서 중요하고, 본 발명에 있어서는, 특히 수 평균 분자량이 3000 내지 8000의 범위에 있는 편말단 변성 에폭시 수지와, 알칼리 레졸형 페놀 수지를 95:5 내지 50:50, 특히 80:20 내지 65:35의 비율(중량비)로 배합하여 이루어지는 것을 적합하게 사용할 수 있다.
이 프라이머는 단시간에서의 경화가 가능하고, 비스페놀 A 등의 저분자량 성분의 용출량이 현저히 억제되어 있기 때문에, 특히 내용품이 식품 또는 음료 등인 캔에 사용하는 이지 오픈 뚜껑에 적합하게 사용할 수 있다.
에폭시 수지로서는 특별히 제한은 없으며, 예컨대 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 브롬화 에폭시 수지, 환식(環式) 지방족 에폭시 수지 등은 어느 것이나 다 사용할 수 있으나, 통상은 비스페놀 A형 에폭시 수지 또는 비스페놀 F형 에폭시 수지를 사용한다.
변성제로서는, 예컨대 페놀, p-알킬페놀, p-터셔리부틸페놀(tertiary butylphenol) 등의 페놀류나 비스페놀 및 유기산류를 사용할 수 있으며, 바람직한 변성제로서는, 페놀, p-크레졸, p-터셔리부틸페놀 등을 들 수 있다.
본 발명에 사용하는 프라이머를 구성하는 편말단 변성 에폭시 수지는, 한쪽 말단의 에폭시기를 변성하여 에폭시 수지를 얻기 때문에, 경화 도막 내로부터 캔의 내용물에 용이하게 추출될 수 있는 분해 등에 의한 저분자량 성분을 감소할 수 있어, 위생성?플레이버성(suppressing odor)이 우수한 경화 도막을 얻을 수 있다. 또, 양말단 변성물은 경화제에 사용하는 페놀류와의 반응점이 적어지기 때문에, 도막의 경화시에 가교 반응에도 편입되지 않을 가능성이 높으며, 위생성?플레이버성을 손상시키는 하나의 원인이 되기 쉬우므로 바람직하지 않고, 말단 미변성 에폭시 수지에서는 저분자량의 분해물이 많아지기 때문에, 플레이버성을 손상시킬 우려가 있다.
또한 편말단 변성 에폭시 수지는, 상술한 바와 같이 수 평균 분자량이 3000 내지 8000의 범위에 있는 것이 특히 바람직하며, 상기 범위보다도 수 평균 분자량이 큰 경우에는, 금속과의 밀착성이 저하되고, 내페더링성이 저하될 우려가 있으며, 한편 상기 범위보다도 수 평균 분자량이 작은 경우에는, 프라이머가 깨지기 쉽 기 때문에, 개구시 프라이머 자체가 응집 파단될 우려가 있고, 내페더링성이 저하될 우려가 있다.
한편, 알칼리 레졸형 페놀 수지로서는, 페놀류와 알데히드류를 촉매의 존재하에 반응해서 얻어진 것을 사용할 수 있다. 페놀류로서는, o-크레졸, p-크레졸, p-페닐페놀, p-노닐페놀, 2,3-크실레놀, 2,5-크실레놀, 페놀, m-크레졸, 3,5-크실레놀, 비스페놀 A, 비스페놀 F 등을 들 수 있다. 알데히드류로서는, 포름알데히드, 아세트알데히드 등을 들 수 있다.
본 발명에 사용하는 프라이머는, 상기 편말단 변성 에폭시 수지와 알칼리 레졸형 페놀 수지를, 상술한 양비로 혼합하고, 예비 축합 및 필요에 따라서 촉매를 첨가함으로써 얻을 수 있다.
편말단 변성 에폭시 수지와 알칼리 레졸형 페놀의 양비는, 상술한 바와 같이, 95:5 내지 50:50, 특히 80:20 내지 65:35의 비율(중량비)의 범위에 있는 것이 바람직하고, 상기 범위보다도 에폭시 수지의 양이 많으면 프라이머 경화가 불충분하고, 금속과의 밀착성이 저하되며, 내페더링성이 저하될 우려가 있다. 한편 상기 범위보다도 에폭시 수지의 양이 적으면 페놀의 자기 축합이 일어날 우려가 있어, 프라이머가 깨지기 쉬워지는 경우가 있다.
촉매로서는, 인산, 염산, 황산, 파라톨루엔술폰산, 도데실벤젠술폰산, 옥살산, 아세트산 등을 들 수 있다.
프라이머층은, 일반적으로 0.3 ㎛ 내지 3 ㎛의 두께로 형성하는 것이 좋고, 미리 금속 소재상에 형성해도 좋으며, 또는 이축 연신 필름 또는 하층 필름에 형성 해도 좋다. 상기 범위보다도 프라이머의 두께가 두꺼운 경우에는, 성형부의 프라이머가 응집 파괴를 발생시켜 필름 아래에서의 박리나 성형 불량을 발생시킬 우려가 있고, 한편 상기 범위보다도 프라이머층의 두께가 얇은 경우에는, 밀착성이 뒤떨어질 우려가 있으며, 내페더링성이 저하될 우려가 있다.
(금속판)
본 발명에 사용하는 금속판으로서는, 각종 표면 처리 강판이나 알루미늄 합금 등의 경금속판이 사용된다. 표면 처리 강판으로서는, 냉간 압연 강판을 어닐링한 후 이차 냉간 압연하고, 아연 도금, 주석 도금, 니켈 도금, 전해 크롬산 처리, 크롬산 처리 등의 표면 처리의 1종 또는 2종 이상 행한 것을 사용할 수 있다. 또한 알루미늄 도금, 알루미늄 압연 등을 실시한 알루미늄 피복 강판이 사용된다. 또한 경금속판으로서는, 이른바 순알루미늄판 외에 알루미늄 합금판이 사용된다. 알루미늄 합금판으로서는, 구체적으로는, 알루미늄, 알루미늄-동 합금, 알루미늄-망간 합금, 알루미늄-규소 합금, 알루미늄-마그네슘 합금, 알루미늄-마그네슘-규소 합금, 알루미늄-아연 합금, 알루미늄-아연-마그네슘 합금, 알루미늄 합금으로 이루어지는 심재(芯材; core meterial) 및 알루미늄 순도가 99.5% 이상인 순알루미늄층으로 이루어지는 클래드재(clad material) 등을 들 수 있다. 또한 알루미늄재의 표면에 인산크로메이트 처리, 인산지르코늄 처리, 인산 처리 등의 무기계 표면 처리나, 폴리아크릴산 처리, 페놀 수지나 탄닌산 등의 유기계 표면 처리, 및 이들을 조합한 유기 무기 복합 표면 처리 등의 표면 처리막을 형성시키는 것이 바람직하다.
금속판의 원판 두께는, 금속의 종류, 용기의 용도 또는 사이즈에 따라서도 다르지만, 일반적으로 0.10 ㎜ 내지 0.50 ㎜의 두께를 갖는 것이 좋고, 이 중에서도 표면 처리 강판의 경우에는 0.10 ㎜ 내지 0.30 ㎜의 두께, 경금속판의 경우는 0.15 ㎜ 내지 0.40 ㎜의 두께를 갖는 것이 좋다.
(수지 피복 금속판)
도 1은 본 발명의 이지 오픈 뚜껑에 사용하는 수지 피복 금속판의 일례의 단면 구조를 도시하는 도면이다. 전체를 도면 부호 1로 나타내는 본 발명의 수지 피복 금속판은, 금속판(2), 이지 오픈 뚜껑의 내면이 되는 측의 금속판(2)의 표면에는 프라이머층(3)을 통하여 활제 함유 이축 연신 필름(4)이 형성되어 있다. 또한 이지 오픈 뚜껑의 외면이 되는 측의 금속판(2)의 표면에, 보호 도막(6)이 형성되어 있다.
도 2는 도 1의 수지 피복 금속판에 있어서, 활제 함유 이축 연신 필름(4)이 상층(4-1) 및 프라이머층(3)측의 하층(4-2)으로 형성되어 있는 이층 구성인 예이다.
본 발명에 사용하는 수지 피복 금속판은, 상술한 활제 함유 이축 연신 필름을 미리 종래 공지의 방법에 의해 작성하고, 이것을 프라이머가 도포된 금속판에 적층하거나, 또는 활제 함유 이축 연신 필름에 프라이머를 도포하여 금속판에 적층한다.
(이지 오픈 뚜껑)
본 발명의 이지 오픈 뚜껑은, 상술한 수지 피복 금속판의 활제 함유 이축 연 신 필름이 형성된 면을 뚜껑의 내면측이 되도록 해서 성형하는 것 이외는 종래 공지의 형상을 취할 수 있으며, 풀 오픈 방식(full-open type) 또는 파셜 오픈 방식(partial-open type) 중 어떠한 것이어도 좋다.
이지 오픈 뚜껑의 성형은 우선 프레스 성형 공정에서, 수지 피복 금속판을 원판의 형태로 펀칭하고, 원하는 뚜껑 형상으로 성형한다. 이어서, 스코어 각인 공정에서, 스코어 다이스를 사용하여, 뚜껑의 외면측으로부터 스코어가 금속 소재의 두께 방향의 도중에 이르도록 스코어의 각인을 행한다. 리벳 형성 공정에 있어서, 리벳 형성 다이스를 사용하여 스코어로 구획된 개구용 부분에 외면으로 돌출한 리벳을 형성시키고, 탭 부착 공정에서, 리벳에 개구용 탭을 끼워 맞추고, 리벳의 돌출부를 사용해서 탭을 고정시킴으로써, 이지 오픈 뚜껑이 성형된다.
도 3 및 도 4에, 본 발명의 이지 오픈 뚜껑의 일례인 퍼셜 타입의 이지 오픈 뚜껑을 도시한다. 도 3은 상면도, 도 4는 도 2의 A-A선에 있어서의 단면도를 나타내는 것이다.
전체를 도면 부호 10으로 나타내는 본 발명의 이지 오픈 뚜껑은, 중앙 패널부(11), 강화 환형 홈(12) 및 최외주의 권체부(卷締部; wrap-seamed portion)(13)로 이루어져 있다. 중앙 패널부(11)에는, 스코어(14)로 둘러싸인 개구 예정부(15)가 있으며, 또한 개구용 탭(16)이 리벳(17)을 통하여 고착되어 있다. 개구용 탭(16)은 파지용 링(18)과 푸싱용 선단(19)과, 리벳 공정용 설편(20)을 구비하고 있으며, 푸싱용 선단(19)이 개구 예정부(15)와 겹쳐지도록 부착되어 있다. 강화 환형 홈(12)은 중앙 패널부(11)로부터 중앙 패널 라디어스부(central panel radius portion; 21)를 통하여, 내벽부(22), 라디어스부(23) 및 외벽부(척 월(chuck wall))(24)로 이루어져 있으며, 이 외벽부(24)는 시밍 패널부(seaming panel portion; 25) 및 컬부(26)에 접속되어 있다. 시밍 패널부(25) 및 컬부(26)의 이면측은 홈(27)으로 되어 있고, 이 홈(27)에는, 밀봉용 조성물(도시하지 않음)이 라이닝되어, 캔 몸통 플랜지(도시하지 않음)과의 사이에 이중 권체(double seaming)에 의한 밀봉이 행해지게 된다.
실시예
(알루미늄 합금판의 세정)
시판의 알루미늄-망간 합금판(JIS 5021 판 두께: 0.25 ㎜)을, 시판의 강알칼리계 탈지제 「파인클리너 4377」(상표, 가부시키가이샤 니혼 파커라이징사 제조)을 사용하여, 약제 농도: 20 g/L, 처리 온도 60℃, 처리 시간 7초의 조건으로 스프레이 처리하였다. 그 후, 표면에 잔존해 있는 알칼리분을 수돗물에 의해 세정하였다.
(알루미늄 합금판에의 처리)
얻어진 알루미늄 합금판에, 니혼 파커라이징사 제조 「알크롬(Alchrome) K 702」의 표면 처리액을 사용하여 스프레이로 온도 50℃～60℃, 처리 시간 1초～5초로 표면 처리한 후, 미반응물을 수돗물에 의해 세정한 후, 또한 3,000,000Ω 이상의 탈이온수로 세정하고, 그 후 80℃에서 건조하여, 표면 처리 알루미늄판을 얻었다.
(프라이머의 제작)
재팬 에폭시 레진(주) 제조 에폭시 수지 에피코트 1010(분자량 5500, 에폭시 당량 4000) 500중량부, p-터셔리부틸페놀 20중량부를 반응기에 투입하고, 휘저으면서 60℃까지 가열한 후에, 10중량% 농도의 수산화나트륨 용액을 0.4중량부 첨가하고, 140℃까지 서서히 올려 중합을 개시하며, 170℃까지 올리고 내용물의 점도가 일정해졌을 때에 내용물을 추출하며, 실온까지 냉각함으로써 편말단을 p-터셔리부틸페놀로 변성한 에폭시 수지를 얻었다(분자량 5700, 에폭시 당량 7300).
p-크레졸 500중량부와 포르말린 250중량부를 수산화마그네슘 촉매의 존재하에 반응시키고, 정제시키며, 용매에 용해시켜서 레졸형 페놀포름알데히드 수지 용액을 제조하였다.
상기 편말단 변성 에폭시 수지와 상기 레졸형 페놀포름알데히드 수지를 고형분 중량비로 70:30의 양비로 혼합하여, 예비 축합시키고, 인산을 고형분에 대하여 0.2중량부의 비율로 배합해서 프라이머를 조정하였다(실시예 1～5, 비교예 1～10).
마찬가지로 고형분 중량비로 40:60～98:2의 양비로 혼합하여, 예비 축합시키고, 인산을 고형분에 대하여 0.2중량부의 비율로 배합해서 프라이머를 조정하였다(실시예 6～12).
또한, 재팬 에폭시 레진(주) 제조 에폭시 수지 에피코트 1010(분자량 5500, 에폭시 당량 4000) 500중량부, p-터셔리부틸페놀 50중량부를 반응기에 투입하고, 휘저으면서 60℃까지 가열한 후에, 10중량% 농도의 수산화나트륨 용액을 0.4중량부 첨가하고, 140℃까지 서서히 올려 중합을 개시하며, 또한 170℃까지 올리고 내용물의 점도가 일정해졌을 때에 내용물을 추출하며, 실온까지 냉각함으로써 양말단을 p-터셔리부틸페놀로 변성한 에폭시 수지를 얻었다(분자량 5800, 에폭시 당량 14000).
이 양말단 변성 에폭시 수지와 상기 레졸형 페놀포름알데히드 수지를 고형분 중량비로 70:30의 양비로 혼합하여, 예비 축합시키고, 인산을 고형분에 대하여 0.2중량부의 비율로 배합해서 프라이머를 조정하였다(실시예 13).
또한, 재팬 에폭시 레진(주) 제조 에폭시 수지 에피코트 1010과 상기 레졸형 페놀포름알데히드 수지를 고형분 중량비로 70:30의 양비로 혼합하여, 예비 축합시키고, 인산을 고형분에 대하여 0.2중량부의 비율로 배합해서 프라이머를 조정하였다(실시예 14).
(필름의 제작)
평균 입자 직경 1.5 ㎛, 평균 입자 직경비 1.1의 진구형 실리카 활제를 0.1중량% 함유하는 이소프탈산 11몰% 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를, 260℃～290℃에서 용융 압출하고, 회전 드럼상에서 급랭 고화하여 미연신 필름을 얻으며, 이어서 이 미연신 필름을 80℃～110℃에서 세로 방향으로 3배～5배 연신하고, 이어서 90℃～130℃에서 가로 방향으로 3배～4배 연신하며, 그 후, 필름을 160℃～195℃에서 열 고정시킴으로써 제조하였다. 이 필름의 연신 후의 막 두께는 30 ㎛였다(실시예 2, 6～14).
마찬가지로 하여, 활제의 평균 입자 직경, 평균 입자 직경비, 배합량이 다른 필름을 제작하였다(실시예 1, 3～5, 비교예 1～10).
또, 활제의 평균 입자 직경 및 평균 입자 직경비는, 사용하는 활제를 전자 현미경으로 관찰하여 입자 직경 및 입자 직경비(장경/단경)를 측정하고, n=50개의 평균값을 취하였다.
(프라이머의 필름에의 도포)
상기 필름의 한쪽 면에 상기 프라이머를 건조시킨 이후의 두께가 1 ㎛가 되도록 도포하고, 100℃의 오븐에서 건조하였다.
(라미네이트판의 제작)
상기 표면 처리 알루미늄판을 230℃로 가열하고, 상기 제작한 프라이머를 도포한 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름을, 프라이머 도포면이 알루미늄판측이 되도록, 라미네이트 롤 온도 150℃, 판 통과 속도 150 m/분으로 열라미네이트하고 즉시 물로 냉각함으로써 편면 라미네이트한 알루미늄 합금판을 제작하였다.
(외면 도료 도포)
상기 편면 라미네이트 알루미늄 합금판의 라미네이트하지 않은 면에 에폭시 요소(尿素) 도료를 도포하고(건조 후의 막 두께 3 ㎛), 185℃에서 10분 베이킹하여 알루미늄 합금 캔 뚜껑용 소재를 얻었다.
(캔 뚜껑의 제작)
제작한 수지 피복 알루미늄 합금 캔 뚜껑용 소재를, 상기 라미네이트면이 뚜껑의 내면측에 존재하는 방향에서 직경 68.7 ㎜로 펀칭하고, 컬부의 내면측이 되어야 할 부분에 실링 콤파운드(sealing compound)를 도포하여, 건조시키며, 이어서 뚜껑의 외면측에 파셜 개구형의 스코어 가공(스코어 나머지 두께 110 ㎛, 스코어 폭 20 ㎛), 리벳 가공 및 개구용 탭의 부착을 행하여, 이지 오픈 뚜껑을 제작하였다. 표 1에 각 실시예 및 비교예의 프라이머의 조성, 및 활제의 평균 입자 직경, 형상, 평균 입자 직경비, 배합량을 나타내었다.
(평가 방법)
하기 평가를 행하고, 결과를 표 2에 나타내었다.
1. 제막시 필름 권취성
활제의 평균 입자 직경 및 배합량에 따라 필름의 미끄럼성이 부족하여 필름에 주름이 발생하기 때문에 필름의 주름의 유무를 평가하였다.
○: 주름 없음
×: 주름 발생
2. 리벳 성형 공구의 상태 평가
리벳 형성 공정에 있어서, 리벳 형성 다이스를 사용하여 스코어로 구획된 개구용 부분에 외면측으로 돌출한 리벳을 형성시키고, 탭 부착 공정에서 리벳에 개구용 탭을 끼워 맞추며, 리벳의 돌출부를 박아서 탭을 고정시킬 때에 리벳 내부에 접촉하는 성형 공구의 약 10만장 성형 후의 상태를 평가하였다.
3. 뚜껑의 금속 노출 평가
이지 오픈 뚜껑과 끼워 맞춰지는 구경(口徑)이며 전극을 부착한 아크릴 수지제 용기에 전해액으로서 1% 식염수를 주입하고, 이지 오픈 뚜껑을 액체가 새지 않도록 장착하였다. 이어서 6.3V의 전압을 부여하고, 통전량(A)에 따라 금속 노출 정도를 평가하였다(또, 실용 적성(適性)은 0.5 ㎃ 이하이다). 각 n=200장으로 실시하였다.
○: 0≤A≤0.5 ㎃
△: 0.5＜A≤2.0 ㎃
×: 2.0 ㎃＜A
4. 플레이버 평가
일반식 캔용 TFS제 투피스 캔 몸통에 증류수를 충전하고 통상적인 방법에 따라 이지 오픈 뚜껑을 권체하며, 레토르트 살균 처리(125℃에서 30분간)하고, 플레이버를 평가하였다.
○: 수지 냄새를 느끼지 못함
×: 수지 냄새를 느낌
5. 페더링 평가
이지 오픈 뚜껑에 대하여, 레토르트 살균 처리(115℃에서 60분간) 전후에서 실제로 뚜껑을 개구하고, 개구 부분의 페더링(L)의 발생을 평가하였다(또, 실용 적성은 1.5 ㎜ 이하이다). 각 n=270장으로 실시하였다.
○: O≤L≤1.0 ㎜
△: 1.0＜L≤1.5 ㎜
×: 1.5 ㎜＜L
Claims (5)
- 금속 기체(2) 상에 프라이머(3)를 통하여 활제 함유 이축 연신 필름(4)이 피복된 수지 피복 금속판(1)을 포함하는 이지 오픈 뚜껑(10)에 있어서,상기 활제는, 평균 입자 직경이 0.5 ㎛ 내지 2.5 ㎛이고 평균 입자 직경비(장경/단경)가 1.0 내지 1.2 범위에 있는 구형이고, 이축 연신 필름 내에 0.05 중량% 내지 0.5 중량%의 비율로 배합되어 있으며,상기 프라이머는 수 평균 분자량이 3000 내지 8000의 범위에 있는 편말단 변성 에폭시 수지(single-terminal-modified epoxy resin)와 알칼리 레졸형 페놀 수지를 95:5 내지 50:50의 비율(중량비)로 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이지 오픈 뚜껑.
- 제1항에 있어서, 상기 이축 연신 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 이소프탈산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나프탈렌디카르복실산 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트의 혼합물 중 어느 하나인 것인 이지 오픈 뚜껑.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 프라이머의 두께는 0.3 ㎛ 내지 3 ㎛인 것인 이지 오픈 뚜껑.
- 제1항에 있어서, 상기 이축 연신 필름의 두께는 10 ㎛ 내지 40 ㎛인 것인 이지 오픈 뚜껑.
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