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JP7777747B1 - 金属板被覆用ポリエステル積層フィルムおよび樹脂被覆金属板 - Google Patents

金属板被覆用ポリエステル積層フィルムおよび樹脂被覆金属板

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JP7777747B1
JP7777747B1 JP2025551809A JP2025551809A JP7777747B1 JP 7777747 B1 JP7777747 B1 JP 7777747B1 JP 2025551809 A JP2025551809 A JP 2025551809A JP 2025551809 A JP2025551809 A JP 2025551809A JP 7777747 B1 JP7777747 B1 JP 7777747B1
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聡一 藤本
樹 稲盛
智章 氏平
譲 高橋
洋一郎 山中
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JFE Steel Corp
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Abstract

ラミネート性、製缶加工性、および耐フェザリング性を兼ね備えた金属板被覆用ポリエステル積層フィルムおよび前記フィルムを用いた樹脂被覆金属板を提供する。70質量%以上の第一のポリエステル樹脂と、無機顔料とを含有するA層と、前記A層の少なくとも一方の表面に積層された、70質量%以上の第二のポリエステル樹脂と、無機滑剤と、ワックスとを含有するB層を備えるポリエステル積層フィルムであって、前記第一のポリエステル樹脂および前記第二のポリエステル樹脂が、それぞれ特定の融点と固有粘度を有し、前記ワックスが、酸価が50~100mgKOH/gの変性ポリオレフィンワックスであり、長手方向のヤング率と幅方向のヤング率のうち、高い方をE、低い方をEとした際のヤング率の比(E/E)が1.2~10以下である、金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。

Description

本発明は、金属板被覆用ポリエステル積層フィルムおよび樹脂被覆金属板に関する。
従来、ティンフリースチール(以下、TFSという)やアルミニウム等を用いた金属容器の内面及び外面には、防食を目的として、塗装により表面を被覆することが広く行われてきた。そして、そのような塗装にはエポキシ系樹脂やフェノール系樹脂等の各種熱硬化性樹脂が用いられてきた。しかし、熱硬化性樹脂を用いた被覆方法は、塗料の乾燥に長時間を要するため、生産性が低下するばかりでなく、多大なエネルギーを消費し、多量の溶剤を排出するという問題がある。
そこで、これらの問題を解決するため、金属板に熱可塑性樹脂を積層し被覆させる方法が提案されている。金属板に熱可塑性樹脂を積層させる方法としては、めっき処理等の各種表面処理を施した金属板を加熱した後、前記金属板に熱可塑性樹脂フィルムを熱圧着してラミネートする方法がある。
しかし、従来の熱可塑性樹脂フィルムには、熱圧着させる際に高温雰囲気に晒されると熱収縮したり、金属板との間に気泡が混入したりするという問題があり、いわゆるラミネート性が十分ではなかった。また、フィルムの熱収縮や気泡の混入を抑制するためにフィルムに高いテンションを掛けると、フィルムにシワが発生してしまうことも問題であった。熱可塑性樹脂フィルムが熱収縮すると製品の幅が小さくなり、その結果、生産性が低下する。加えて、気泡やシワといった欠陥が混入することで、製品の品質が低下する。
熱可塑性フィルムの熱収縮を防止するために、熱圧着時の金属板の温度を低くすることが考えられる。しかし、熱圧着時の金属板の温度を低くすると、金属板と熱可塑性フィルムとの密着性に劣るという問題があった。また、特に、高加工を必要とする缶に成型しようとした際に製缶加工性に劣るという問題もあった。製缶加工性に劣ると、フィルムの削れ、破断、剥離などが発生することに加え、場合によっては金属板ごと破断する場合もある。
そこで、熱可塑性樹脂フィルムのラミネート性の低さに起因する問題の解消と、金属板と熱可塑性樹脂フィルムとの密着性向上を目的として、様々な技術が提案されている。
例えば、特許文献1では、A層、B層、およびC層の3層が積層された構造のポリエステル複合フィルムが提案されている。前記A層は耐熱性を担う結晶化温度が高い樹脂を用いた層、前記B層は耐衝撃性や耐変形性を担う高融点樹脂を用いた層、前記C層は金属板との密着性を担うガラス転移温度が低い樹脂を用いた層である。
また、特許文献2~4では、気泡の巻き込みを抑制するラミネート方法が提案されている。具体的には、特許文献2では、ラミネートロールの径およびゴムライニング厚みを制御している。特許文献3では、走行してくる金属帯に対し、ラミネートロール近傍で気体を吹き付けている。特許文献4では、連続的にラミネートを行う際に、圧着ロールの上流側の空間を減圧している。
さらに、特許文献5では、フィルムの製造条件を制御することでヤング率と熱収縮率を適正化し、気泡やシワの抑制を図る方法が提案されている。
一般的に金属容器は、缶底と一体になった缶体と蓋体との2つの部分によって構成される2ピース缶と、缶胴、上蓋、及び底蓋の3つの部分によって構成される3ピース缶とに大別される。2ピース缶は、缶体に溶接部を有さないために外観が美麗である反面、一般に高い加工性が要求される。
一方、近年、材料コスト低減および省資源化の観点から、金属容器に使用される樹脂被覆金属板の薄肉化が進行している。薄肉化した樹脂被覆金属板を用いて同一形状の缶体を製造する場合、加工度が高くなるため、特に樹脂被覆金属板の金属容器外面側に位置する樹脂被膜層に破断または削れが生じる可能性がある。
さらに、金属容器外面側の樹脂被膜層には意匠性を高めるために各種の印刷が施されるが、印刷工程において缶体を熱処理した際に、樹脂被膜層にクラックが生じる場合がある。前記クラックは、製缶時に受けた加工により樹脂被膜層の結晶が配向するとともに金属板との密着性が低下し、その結晶配向した樹脂被膜層が熱処理によって収縮することより発生していると考えられている。
そのため、高加工度の2ピース缶の缶体を製造するためには、樹脂被膜層の破断、削れ、および缶体熱処理時のクラック発生を防止する材料設計が必要となる。
樹脂被覆金属板を素材として2ピース缶の缶体を製造する技術として、特許文献6~8では、絞り加工法やしごき加工法などの技術が提案されている。また、高加工度の2ピース缶の缶体を製造する際の樹脂被膜層の破断または削れを抑制する技術として、特許文献9では、樹脂被膜層に有機系の潤滑成分を添加する技術も提案されている。
また、樹脂被覆金属板をせん断する工程や、2ピース缶の缶体を製造する際のブランク打ち抜き工程、缶蓋の一種であるEOE(イージーオープンエンド)における開缶時などにおいて、被覆樹脂が残ってしまう現象(フェザリング)が生じる場合がある。フェザリングが発生すると、残った被覆樹脂が脱落して缶製品や製缶用金型に混入するという問題がある。そこで、耐フェザリング性を改善するための手段として、特許文献10では、金属板の被覆されたフィルムの厚み、伸び、結晶化度、および結晶融解熱量を制御する方法が提案されている。
特開平07-290666号公報 特開平06-008335号公報 特開平07-214724号公報 特開平07-186353号公報 国際公開第2020/090552号 特開平02-303634号公報 特開平04-091825号公報 特開2004-148324号公報 特開2017-30210号公報 特開平06-190965号公報
しかし、ラミネート性、製缶加工性、および耐フェザリング性を兼ね備えた樹脂被覆金属板は依然として実現できていないのが実状であった。
・ラミネート性
例えば、金属板に熱可塑性樹脂フィルムを熱圧着ラミネートする際の気泡やシワといった欠陥の混入を抑制するためには、上述したようにフィルムの熱収縮を抑制したり、フィルム自体のコシを向上させたりする必要がある。
特許文献1では、3層構造のポリエステル複合フィルムを用いることにより耐熱性を向上させているものの、特許文献1で想定されている耐熱性とは、製缶時や製缶後の熱処理時での耐熱性である。そのため、ラミネート時の高温下での熱収縮を十分に抑制することはできない。
同様に、特許文献2~4の方法ではフィルムの熱収縮を本質的に抑制することができず、高いラミネート温度条件下では効果がない。
さらに、特許文献5の方法は、フィルムの熱収縮抑制やコシの向上には効果的であるものの、2ピース缶の缶体を製造する際の印刷工程における缶体の熱処理によって生じる樹脂被膜層のクラックを抑制することはできない。これは、前記方法ではフィルムの結晶化が進行しすぎて、金属板との密着性や製缶時の加工性に重要な完全に分子鎖がランダムな構造(可動非晶)が存在しないためである。また、結晶化が進行しすぎたフィルム内の結晶を溶融させるためにさらに高温でラミネートしようとすると、結局、フィルムが熱収縮して欠陥が混入する。また、フィルムが過溶融してラミネートロールに溶着したりするため、ラミネートロールの交換頻度が大幅に増加してしまう。さらに、金属板をより高温に加熱するために多くのエネルギーが必要となる。
・製缶加工性
また、高加工度の2ピース缶の缶体を製造する際の樹脂被膜層の破断および削れを抑制するためには、樹脂被覆層に潤滑剤を添加して表面の摺動性を確保したり、樹脂被膜層の結晶性を下げて伸び性を確保したりすることにより、製缶加工性を高める必要がある。
ところが、潤滑剤の添加は樹脂被膜層と印刷インクとの密着を阻害し、外観の美麗さを損ねる場合がある。そのため、従来技術では、求められる加工性とインク密着性の両立が達成されておらず、製缶加工性と、印刷後の外観の美麗さを兼ね備えた樹脂被覆金属板を得ることができない。
例えば、特許文献9の方法では、樹脂被膜層に潤滑剤を添加すると共に樹脂被膜層の水接触角を制御することにより、加工性及びインク密着性の両立を図っている。しかし、水接触角が80°以上という疎水性表面では、樹脂被膜層と印刷インクとの親和性を十分に得ることができない場合があり、印刷後の内容物充填、蓋巻締め、輸送等の諸工程の間に印刷インクの剥がれが発生すると考えられる。また、樹脂被膜層の結晶性を下げる方法では、後述する耐フェザリング性との両立が困難である。
・耐フェザリング性
耐フェザリング性を改善するためには、特許文献10に記載の通り、フィルムを千切れやすくするために結晶性を制御する方法がある。しかし、2ピース缶のような高加工度が求められる樹脂被覆金属板の場合、上述したように被覆樹脂の結晶性を下げるような設計が取られるため、樹脂被覆金属板をせん断したり打ち抜いたりした時にフィルムが伸びて残ってしまう。したがって、製缶加工性と耐フェザリング性はトレードオフの関係にあると言える。
本発明は、上記の実状に鑑みてなされたものである。その目的は、ラミネート性、製缶加工性、および耐フェザリング性を兼ね備えた金属板被覆用ポリエステル積層フィルムおよび前記フィルムを用いた樹脂被覆金属板を提供することにある。
本明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を行った結果、以下の知見を得た。
熱圧着ラミネート法により高温下で熱可塑性樹脂フィルムを金属板へ被覆する場合、フィルムの熱収縮による気泡やシワの混入を抑制するためには、当該フィルムを、ポリエステル樹脂に無機滑剤を含有させた層を備える積層構造とすることが重要である。加えて、フィルム製造条件を適正化し、フィルムの長手方向および幅方向のヤング率のバランスを制御することも重要である。
2ピース缶の缶体のような厳しい製缶加工を行う場合において、樹脂被膜層の破断又は削れを抑制するためには、樹脂被膜層中に潤滑成分を添加し、樹脂被膜層表面と製缶時に用いられるダイスとの摩擦を低減することが必要である。しかし、潤滑成分は樹脂被膜を構成する熱可塑性樹脂との相溶性が低く、分散性が悪い。そのため、製缶加工において潤滑成分が脱落し、削れが発生する場合がある。また、仮に製缶できたとしても、印刷後の熱処理工程において潤滑成分が表面に濃化する現象(ブリードアウト)が発生する。その結果、樹脂被膜層と印刷インクとの密着が阻害され、外観の美しさが損なわれる。したがって、潤滑成分を熱可塑性樹脂中によく分散させることが重要である。
本発明者らは、マトリックスとしてのポリエステル樹脂の固有粘度、ならびに潤滑成分としてのワックスの酸価および添加量を特定の範囲に制御することで、潤滑成分がポリエステル樹脂中に適切に分散することを見出した。その結果として、高加工度の缶成形時においても高い摺動性が得られ、樹脂被膜層の破断および削れを抑制できることが分かった。
さらに、より加工度の高い缶成形を行う場合、樹脂被膜層の破断および削れを抑制するためには、樹脂被膜の結晶性を下げ、伸び性を付与させる必要がある。しかし、結晶性の低い樹脂被膜は製缶加工性に優れる一方で、高い伸び性を有するが故にせん断や打ち抜き工程においてフェザリングが発生する。
本発明者らは、熱圧着ラミネートする前のフィルムの長手方向および幅方向のヤング率を調整し、異方性のバランスを制御することで、熱圧着ラミネート後の樹脂被覆金属板において、優れた耐フェザリング性が得られることを見出した。優れた耐フェザリング性が得られるメカニズムは明らかではないが、以下のように考えられる。熱圧着時に結晶が溶融して非晶リッチになったとしても、配向性を有する非晶(剛直非晶)が存在している。そして、そのような状態におけるフィルムは、剛直非晶配向が強い方向には裂けやすく、その配向に直交する方向は伸び性が低くなっているため、フェザリングが抑制される。
また、缶外面側に印刷を施す2ピース缶の缶体に樹脂被覆金属板を使用する場合、白色度を高めて金属板の色を隠蔽するために、樹脂フィルムに無機顔料を含有させる必要がある。そこで、本発明者らは、隠蔽性と上述したラミネート性や製缶加工性とを両立するために、積層構成による機能分離を試みた。具体的には、ラミネート性のために無機滑剤、製缶加工性のためにワックスを含有させた層と、隠蔽性のために無機顔料を含有させた層を積層することで、隠蔽性、ラミネート性、および製缶加工性を全て満足できることを見出した。
本発明は上記知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は以下の通りである。
(1)70質量%以上の第一のポリエステル樹脂と、無機顔料とを含有するA層と、前記A層の少なくとも一方の表面に積層された、70質量%以上の第二のポリエステル樹脂と、無機滑剤と、ワックスとを含有するB層を備えるポリエステル積層フィルムであって、
前記第一のポリエステル樹脂は、融点が240~255℃、固有粘度が0.55~0.75dL/gであり、
前記第二のポリエステル樹脂は、融点が240~255℃、固有粘度が0.55~0.90dL/gかつ前記第一のポリエステル樹脂の固有粘度より大きく、
前記無機顔料の含有量がフィルム全成分に対して10~20質量%であり、
前記無機滑剤の含有量が前記B層の全成分に対して100~5000ppmであり、
前記ワックスが、酸価が50~100mgKOH/gの変性ポリオレフィンワックスであり、
前記ワックスの含有量が前記B層の全成分に対して0.050~1.0質量%であり、
長手方向のヤング率と幅方向のヤング率のうち、高い方をE、低い方をEとした際のヤング率の比(E/E)が1.2~10である、金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
(2)EとEがいずれも1000~19000MPaである、上記(1)に記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
(3)EとEの和(E+E)が3000~20000MPaである、上記(1)または(2)に記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
(4)160℃での熱収縮率が長手方向および幅方向のいずれも0~20%である、上記(1)~(3)のいずれか1つに記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
(5)前記B層に含有される前記変性ポリオレフィンワックスが、酸変性ポリエチレンワックス、酸変性ポリプロピレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、酸化ポリプロピレンワックスのいずれか、またはこれらの混合物である、上記(1)~(4)のいずれか1つに記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
(6)フィルム厚みが10~50μmである、上記(1)~(5)のいずれか1つに記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
(7)前記B層の総厚みtに対する前記A層の総厚みtの比(t/t)が2.5~7.5である、上記(1)~(6)のいずれか1つに記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
(8)容器用金属板の表面被覆用である、上記(1)~(7)のいずれか1つに記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
(9)上記(1)~(8)のいずれか1つに記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを少なくとも片面に備える、樹脂被覆金属板。
本発明の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムによれば、ラミネート性、製缶加工性、および耐フェザリング性を兼ね備えた樹脂被覆金属板を提供することができる。すなわち、本発明によれば、熱圧着ラミネート法において、特に高温下においてもフィルムのシワや熱収縮を抑制できる。また、本発明によれば、高加工度が求められる2ピース缶の缶体の製造において、製缶加工に伴う樹脂被膜層の破断および削れ、ならびに缶体熱処理工程における樹脂被膜層へのクラック発生を抑制できる。さらに、本発明によれば、これらの特性に加え、優れた耐フェザリング性も実現できる。加えて、本発明の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは金属板の色を隠蔽可能であり、製品に高い意匠性を付与することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において、含有量の単位である「%」および「ppm」は、とくに断らない限り、それぞれ「質量%」および「質量ppm」を表す。
[金属板被覆用ポリエステル積層フィルム]
本発明の一実施形態における金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、A層と、前記A層の少なくとも一方の表面に積層されたB層を備える積層フィルムである。そして、前記A層は、70質量%以上の第一のポリエステル樹脂と、および無機顔料とを含有する層である。一方、前記B層は、70質量%以上の第二のポリエステル樹脂、無機滑剤と、およびワックスとを含有する層である。
なお、前記A層における前記ポリエステル樹脂の含有量は、75質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましい。一方、前記A層におけるポリエステル樹脂の含有量の上限についてはとくに限定されないが、99質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましく、90質量%以下であることがさらに好ましい。
同様に、前記B層における前記ポリエステル樹脂の含有量は、75質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましい。一方、前記B層におけるポリエステル樹脂の含有量の上限についてはとくに限定されないが、99.9質量%以下であることが好ましく、99.8質量%以下であることがより好ましく、99.7質量%以下であることがさらに好ましい。
前記B層は、前記A層の少なくとも一方の表面に積層されていればよい。したがって、前記ポリエステルフィルムは、A/Bの2層構造であってもよく、B/A/Bの3層構造であってもよい。さらには、本発明の効果を阻害しない限りにおいて、A層とB層以外の層を有していてもよい。
なお、B層がA層の一方の表面にしか積層されていない場合、例えば、A/Bの2層構造の場合、A層が金属板と接着される面であり、B層が樹脂被覆金属板の表面となる。
上記積層構造を有するポリエステルフィルムを作成する方法は、とくに限定されず、任意の方法で作成することができる。例えば、フィードブロック方式やマルチマニホールド方式を用いた共押出法、他のフィルムと貼り合わせる方法や溶融した樹脂を直接フィルム上に積層するラミネート法などを用いることができる。積層精度や生産性の観点でフィードブロック方式、もしくはマルチマニホールド方式を用いた共押出法が好ましい。
(ポリエステル樹脂)
前記ポリエステル樹脂は、芳香族ジカルボン酸または脂肪族ジカルボン酸とジオールとを主たる構成成分とする単量体からの重合により得られる樹脂、またはそれらの混合物であることが好ましい。
前記芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、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などが例示できる。
前記脂肪族ジカルボン酸としては、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ダイマー酸、マレイン酸、フマル酸、ドデカンジオン酸、シクロヘキサンジカルボン酸とそれらのエステル誘導体などが例示できる。
これらのジカルボン酸は1種類のみを用いてもよいが、2種類以上を併用してもよく、さらには、p-オキシ安息香酸等のオキシカルボン酸などを共重合してもよい。
前記ジオール成分としては、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリアルキレングリコール、2,2-ビス(4-ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、イソソルビド(1,4:3,6-ジアンヒドログルシトール、1,4:3,6-ジアンヒドロ-D-ソルビトール)、スピログリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールSなどが例示できる。中でも、エチレングリコールおよびブタンジオールの少なくとも一方を用いることが好ましい。これらのジオール成分は1種類のみを用いてもよいが、2種類以上を併用してもよい。
本発明の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを構成するポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレートおよびその共重合体、ならびにポリブチレンテレフタレートおよびその共重合体の少なくとも一つを用いることが好ましい。これらの樹脂はコスト、フィルムとしての成形のしやすさ、及び金属板との密着性の観点において好適である。それらの混合物も好ましく用いることができる。
本発明の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを構成するポリエステル樹脂には、本発明の効果を阻害しない限りにおいて、トリメリット酸、トリメシン酸、トリメチロールプロパン等の多官能化合物を共重合してもよい。さらに、機能性の付与を目的としてポリエステル以外の樹脂成分を添加してもよい。前記ポリエステル以外の樹脂成分としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(4-メチルペンテン-1)、ポリアセタールなどの鎖状ポリオレフィン、ノルボルネン類の開環メタセシス重合,付加重合,他のオレフィン類との付加共重合体である脂環族ポリオレフィン、ポリ乳酸、ポリブチルサクシネートなどの生分解性ポリマー、ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン66などのポリアミド、アラミド、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリアセタール、ポリグルコール酸、ポリスチレン、スチレン共重合ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボーネート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアリレート、4フッ化エチレン樹脂、3フッ化エチレン樹脂、3フッ化塩化エチレン樹脂、4フッ化エチレン-6フッ化プロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデンなどを用いることができる。なお、これらは共重合体であっても混合物であってもよい。
なお、以下に述べる条件を満たしていれば、A層のポリエステル樹脂(第一のポリエステル樹脂)とB層のポリエステル樹脂(第二のポリエステル樹脂)は、同じ種類のポリエステル樹脂であっても、異なる種類のポリエステル樹脂であってもよい。
(ポリエステル樹脂の融点)
・第一のポリエステル樹脂:240~255℃
上記A層に含まれる第一のポリエステル樹脂の融点が240℃以上であれば、印刷工程における缶体熱処理時の樹脂被膜層へのクラック発生や樹脂被膜層の溶融を抑制できる。また、前記融点が240℃以上であれば、樹脂被覆金属板の耐フェザリング性にも優れる。そのため、前記第一のポリエステル樹脂の融点は、240℃以上、好ましくは245℃以上、より好ましくは247℃以上とする。一方、前記融点が255℃以下であれば、印刷工程における缶体熱処理時の樹脂被膜層へのクラック発生や樹脂被膜層の溶融を抑制できる。そのため、前記第一のポリエステル樹脂の融点は、255℃以下、好ましくは253℃以下とする。
・第二のポリエステル樹脂:240~255℃
上記B層に含まれる第二のポリエステル樹脂の融点が240℃以上であれば、印刷工程における缶体熱処理時の樹脂被膜層へのクラック発生や樹脂被膜層の溶融を抑制できる。また、前記融点が240℃以上であれば、樹脂被覆金属板の耐フェザリング性にも優れる。そのため、前記第二のポリエステル樹脂の融点は、240℃以上、好ましくは245℃以上、より好ましくは247℃以上とする。一方、前記融点が255℃以下であれば、印刷工程における缶体熱処理時の樹脂被膜層へのクラック発生や樹脂被膜層の溶融を抑制できる。そのため、前記第二のポリエステル樹脂の融点は、255℃以下、好ましくは253℃以下とする。
第一のポリエステル樹脂の融点と第二のポリエステル樹脂の融点は、同じであってもよく、異なっていてもよい。しかし、第一のポリエステル樹脂の融点と第一のポリエステル樹脂の融点が近ければ、A層とB層の共押出性に優れ、積層精度の高い積層フィルムとすることができる。加えて、当該フィルムを備える樹脂被覆金属板を製缶加工する際に、A層とB層の界面剥離を抑制できる。そのため、第一のポリエステル樹脂の融点と第一のポリエステル樹脂の融点の差は、5℃以下であることが好ましく、3℃以下であることがより好ましい。前記融点の差の下限は0℃であってよい。
なお、ポリエステル樹脂の融点は、示差走査熱量計(DSC)により測定することができる。より具体的には、実施例に記載した方法で測定できる。なお、ポリエステル樹脂が、例えば共重合体や混合物である場合や結晶形態を複数持つ樹脂の場合には、示差走査熱量計(DSC)で測定した際に融解ピークが複数存在することがある。その場合は、複数存在する融解ピークの中で最も融解熱量の大きな融解ピークを融点とする。ポリエステル樹脂の融点は、主たる構成成分となる芳香族ジカルボン酸または脂肪族ジカルボン酸とジオールの種類、共重合体の場合は共重合成分の種類や共重合量、若しくは混合物の場合はその混合量等により制御することができる。
(固有粘度)
・第一のポリエステル樹脂:0.55~0.75dL/g
第一のポリエステル樹脂の固有粘度が0.55dL/g以上であれば、フィルムを延伸する際にフィルム破断を抑制できる。また、当該フィルムを用いた樹脂被覆金属板の製缶加工性が向上し、加工時のフィルム破断を抑制することができる。さらに、耐フェザリング性も向上する。そのため、第一のポリエステル樹脂の固有粘度は、0.55dL/g以上、好ましくは0.60dL/g以上、より好ましくは0.62dL/g以上とする。一方、第一のポリエステル樹脂の固有粘度が0.75dL/g以下であれば、樹脂被覆金属板とした場合の製缶加工性を向上させることができる。すなわち、固有粘度が0.75dL/g以下であれば、細かいフィルターを用いて濾過できるため、フィルム製造の際に異物の濾過精度を上げて溶融押出することができる。その結果、製缶加工性時にフィルム削れの要因となるフィルム中の異物を低減できる。そのため、第一のポリエステル樹脂の固有粘度は、0.75dL/g以下、好ましくは0.70dL/g以下、より好ましくは0.68dL/g以下とする。
・第二のポリエステル樹脂:0.55~0.90dL/g
第二のポリエステル樹脂の固有粘度が0.55dL/g以上であれば、フィルムを延伸する際にフィルム破断を抑制できる。また、当該フィルムを用いた樹脂被覆金属板の製缶加工性が向上し、加工時のフィルム破断を抑制することができる。そのため、第二のポリエステル樹脂の固有粘度は、0.55dL/g以上、好ましくは0.65dL/g以上、より好ましくは0.70dL/g以上とする。一方、第二のポリエステル樹脂の固有粘度が0.90dL/g以下であれば、当該フィルムを用いた樹脂被覆金属板の製缶加工性が向上し、加工時のフィルム破断を抑制することができる。そのため、第二のポリエステル樹脂の固有粘度は、0.90dL/g以下、好ましくは0.85dL/g以下、より好ましくは0.82dL/g以下とする。
さらに、本発明においては、第二のポリエステル樹脂の固有粘度が第一のポリエステル樹脂の固有粘度より大きい必要がある。第二のポリエステル樹脂の固有粘度が第一のポリエステル樹脂の固有粘度より大きければ、製缶加工性が向上し、製缶加工時のフィルム削れを抑制できる。すなわち、製缶加工時に金型に直接触れるB層は金型から高い応力を受けてフィルムが削れ易い。そこで、A層に含まれる第一のポリエステル樹脂の固有粘度を、B層に含まれる第二のポリエステル樹脂の固有粘度よりも小さくする。これにより、A層がクッションの役割を果たし、金型によるダメージを緩和することができる。
ポリエステル樹脂の固有粘度は、JIS K7367-1およびJIS K 7367-5に従って測定することができる。具体的には、実施例に記載した方法で測定すればよい。
(無機顔料)
前記A層は無機顔料を含有する。前記無機顔料の含有量がフィルム全成分に対して10質量%以上であれば、印刷用2ピース缶として十分な白色度を得ることができ、金属板の隠蔽性に優れる。また、打ち抜き加工の際に無機顔料が起点となってフィルムが千切れやすくなるため、優れた耐フェザリング性が得られる。そのため、前記無機顔料の含有量は、フィルム全成分に対して10質量%以上、好ましくは11質量%以上、より好ましくは12質量%以上とする。一方、前記無機顔料の含有量が、フィルム全成分に対して20質量%以下であれば、樹脂被覆金属板とした場合の製缶加工性に優れ、フィルム削れを抑制できる。そのため、前記無機顔料の含有量は、フィルム全成分に対して20質量%以下、好ましくは18質量%以下、より好ましくは16質量%以下とする。
一方、前記B層は無機顔料を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。B層が無機顔料を含む場合、上記無機顔料の含有量はA層とB層に含まれる無機顔料の合計含有量とする。
前記無機顔料としては、とくに限定されることなく任意の無機顔料を用いることができる。前記無機顔料としては、ポリエステルフィルムに添加することで白色になるものを用いることが好ましい。前記無機顔料としては、例えば、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛等の酸化物セラミックス、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウムからなる群より選択される少なくとも1つを用いることができる。中でもポリエステル樹脂への分散性や白色度の観点で二酸化チタンが好ましく、ルチル型二酸化チタンがより好ましい。
前記無機顔料を添加する方法は、とくに限定されない。例えば、フィルム製造時にA層原料用の押出機内にポリエステル樹脂と共に無機顔料を投入し、フィルム製膜用押出機内で混錬、分散させてもよい。また、予めポリエステル樹脂と無機顔料を単独の押出機を用いて混錬してマスターバッチを作製しておき、フィルム製造時にA層原料用の押出機内にポリエステル樹脂と共に無機顔料のマスターバッチを投入して添加してもよい。なお、ポリエステル樹脂中に無機顔料を均一且つ分散性良く添加できる点でマスターバッチとして投入する方法が好ましい。
(無機滑剤)
前記B層は無機滑剤を含有する。前記無機滑剤の含有量が前記B層の全成分に対して100ppm以上であれば、フィルムに易滑性を付与することができ、熱圧着ラミネート時のシワ混入を抑制できる。そのため、前記無機滑剤の含有量は、前記B層の全成分に対して100ppm以上、好ましくは150ppm以上、より好ましくは200ppm以上とする。一方、前記無機滑剤の含有量が前記B層の全成分に対して5000ppm以下であれば、製缶加工性が向上し、フィルム削れを抑制できる。そのため、前記無機滑剤の含有量は、前記B層の全成分に対して5000ppm以下、好ましくは3000ppm以下、より好ましくは1000ppm以下とする。
一方、前記A層は無機滑剤を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。A層が無機滑剤を含む場合、該無機滑剤の含有量は、前記A層の全成分に対して3.0%以下であることが好ましい。ただし、上述したように、A/Bの2層構造の場合、A層が金属板と接着される面であるため、A層は露出しない。また、B/A/Bの3層構造である場合にもA層は露出しない。そのため、A層に無機滑剤を添加する必要性はなく、コストの観点からはA層が無機滑剤を含有しないことが好ましい。
前記無機滑剤としては、ポリエステルフィルムに添加することで易滑性を付与できるものあれば任意のものを用いることができる。前記無機滑剤としては、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛などの酸化物セラミックス、ならびにタルク、マイカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどが例示でき、これらの混合物であってもよい。
前記無機滑剤の添加方法はとくに限定されず、任意の方法で添加することができる。例えば、フィルム製造時にB層原料用の押出機内にポリエステル樹脂と共に無機滑剤を投入し、フィルム製膜用押出機内で混錬及び分散をさせてもよい。また、予めポリエステル樹脂と無機滑剤を単独の押出機を用いて混錬してマスターバッチを作製しておき、フィルム製造時にB層原料用の押出機内にポリエステル樹脂と共に無機滑剤のマスターバッチを投入して添加してもよい。なお、ポリエステル樹脂中に少量の無機滑剤を均一且つ分散性良く添加できる点で、マスターバッチとして投入する方法が好ましい。
(ワックス)
前記B層は上記無機滑剤に加え、ワックスを含有する。前記ワックスとしては、酸価が50~100mgKOH/gの変性ポリオレフィンワックスを使用する。
前記ワックスの酸価が50mgKOH/g以上であれば、該ワックスがB層のポリエステル樹脂中によく分散し、その結果、優れた製缶加工性が得られる。また、製缶時に印刷を施す場合、インクの種類によっては密着性が向上する。そのため、前記ワックスの酸価は、50mgKOH/g以上、好ましくは55mgKOH/g以上、より好ましくは60mgKOH/g以上とする。一方、前記ワックスの酸価が100mgKOH/g以下であれば、該ワックスがB層のポリエステル樹脂と過剰に反応することなく良好な分散状態を保つことができる。そしてその結果、優れた製缶加工性が得られる。そのため、前記ワックスの酸価は、100mgKOH/g以下、好ましくは90mgKOH/g以下、より好ましくは80mgKOH/g以下とする。前記ポリオレフィンワックスの酸価は、JIS K5902に準じて測定する。より具体的には、実施例に記載した方法で測定することができる。
前記変性ポリオレフィンワックスとしては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、イソブテン、イソブチレン、ブタジエン等の炭素数2~8のオレフィンモノマーの重合体又はその熱分解物に、140℃~180℃の溶融状態で空気を導入することで酸化反応による官能基を導入した酸化ポリオレフィンワックスを例示できる。また、アクリル酸、メタクリル酸、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、マレイン酸モノメチルエステル等の炭素数3~8の不飽和カルボン酸、及びそれらの酸の全体又は一部が、ナトリウム、カリウム、リチウム、亜鉛、マグネシウム、カルシウム等の1~2価の金属陽イオンで中和された金属塩、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、メタクリル酸n-プロピル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソブチル、アクリル酸n-ブチル、メタクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、マレイン酸モノメチルエステル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、酢酸ビニル、アクリルアミン、アクリルアミド等の官能基含有モノマーをランダム共重合、ブロック共重合、又はグラフト共重合させた酸変性ポリオレフィンワックスなども例示できる。あるいは、それらの混合物等でもよい。中でも、酸変性ポリエチレンワックス、酸変性ポリプロピレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、酸化ポリプロピレンワックスのいずれか、またはこれらの混合物であることが好ましい。酸変性の方法は、マレイン酸変性および/または無水マレイン酸変性であることが好ましく、酸化による導入官能基が、カルボキシル基、ケトン基、および/またはヒドロキシル基であることが好ましい。
前記ワックスの含有量が前記B層の全成分に対して0.050質量%以上であれば、前記ワックスが前記B層のポリエステル樹脂によく分散し、その結果、高加工時にも優れた製缶加工性が得られる。そのため、前記ワックスの含有量は、前記B層の全成分に対して0.050質量%以上、好ましくは0.060質量%以上、より好ましくは0.070質量%以上とする。同様に、前記ワックスの含有量が前記B層の全成分に対して1.0質量%以下であれば、前記ワックスが前記B層のポリエステル樹脂によく分散し、その結果、高加工時にも優れた製缶加工性が得られる。そのため、前記ワックスの含有量は、前記B層の全成分に対して1.0質量%以下、好ましくは0.40質量%以下、より好ましくは0.18質量%以下とする。
前記B層に含有される変性ポリオレフィンワックスの数平均分子量はとくに限定されないが、500以上20000以下であることが好ましい。変性ポリオレフィンワックスの数平均分子量が前記の範囲内であれば、該変性ポリオレフィンワックスがB層のポリエステル樹脂によく分散し、樹脂被覆金属板の製缶加工性がさらに向上する。前記数平均分子量は1000以上であることがより好ましく、1500以上であることがさらに好ましい。また、前記数平均分子量は、20000以下であることが好ましく、10000以下であることがより好ましく、5000以下であることがさらに好ましい。前記数平均分子量は1000以上10000以下であることがより好ましく、1500以上5000以下であることがさらに好ましい。ポリオレフィンワックスの数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定する。より具体的には、実施例に記載した方法で測定すればよい。
前記B層に含有される変性ポリオレフィンワックスの融点はとくに限定されないが、70℃以上180℃以下であると好ましい。90℃以上160℃以下であるとさらに好ましく、100℃以上140℃以下であると特に好ましい。B層に含有する変性ポリオレフィンワックスの融点が70℃以上180℃以下であれば、製缶加工時の加工発熱により高い摺動性が発現する結果、製缶加工性がさらに向上する。
前記ワックスの添加方法はとくに限定されない。例えば、フィルム製造時にB層原料用の押出機内にポリエステル樹脂と共に前記ワックスを投入し、フィルム製膜用押出機内で混錬および分散を行ってもよい。また、予めポリエステル樹脂と前記ワックスを単独の押出機を用いて混錬してマスターバッチを作製しておき、フィルム製造時にB層原料用の押出機内にポリエステル樹脂と共にワックスのマスターバッチを投入して添加してもよい。なお、ポリエステル樹脂中に少量のワックスを均一かつ分散性良く添加できる点でマスターバッチとして投入する方法が好ましい。
・E/E:1.2~10
本発明の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、長手方向のヤング率と幅方向のヤング率のうち、高い方をE、低い方をEとした際のヤング率の比(E/E)が1.2~10である。E/Eを1.2以上とすることにより耐フェザリング性が向上する。E/Eは2.0以上であることが好ましく、3.6以上であることがより好ましく、5.1以上であることが最も好ましい。一方、E/Eを10以下とすることにより、熱圧着時の高温下においてフィルムが一方向に収縮することを抑制することができる。そしてその結果、製品幅の減少、フィルム収縮に起因するシワ混入およびフィルム破断、フィルムと金属板間への気泡の混入を抑制できる。また、フィルムの一方向のコシが弱くなりすぎることによるシワの発生を抑制することもできる。E/Eは9.0以下であることが好ましく、8.0以下であることがより好ましく、7.0以下であることが最も好ましい。
ここで言う「長手方向」とは、フィルムが製膜される際のフィルム走行方向を指すものと定義される。例えば、ロール状に巻き取って製造されるフィルムの場合、ロールの巻き取り方向が前記長手方向に相当する。また、ここでいう「幅方向」とは、前記長手方向に直交する方向を指すものと定義される。
上記ヤング率は、引張試験により測定することができる。前記引張試験は、温度23℃、原長50mm、引張り速度300mm/分の条件で行えばよい。より具体的には、実施例に記載した方法で測定できる。
/Eを上記の範囲内とするためには、後述するような条件でポリエステルフィルムを縦または幅方向に一軸延伸し、熱固定すればよい。
上述のとおり、本発明においてはEに対するEの比を制御することにより所望の効果を実現しているため、EおよびEの値自体は限定されない。しかし、フィルムのコシを向上させ、搬送時や熱圧着時にもフィルムを平滑に保ちやすくするという観点からは、EとEがいずれも1000MPa以上であることが好ましい。1400MPa以上であることがより好ましく、1800MPa以上であることがさらに好ましく、2000MPa以上であることが最も好ましい。一方、製缶加工性をさらに向上させるという観点からは、EとEがいずれも19000MPa以下であることが好ましい。18000MPa以下であることがより好ましく、17000MPa以下であることがさらに好ましく、15000MPa以下であることが最も好ましい。
とEの両者を上記の範囲内とするためには、後述するような条件でポリエステルフィルムを縦または幅方向に一軸延伸し、熱固定すればよい。
本発明の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、EとEの和(E+E)が3000~20000MPaであることが好ましい。E+Eが3000MPa以上であれば、フィルムのコシがさらに向上し、搬送時や熱圧着時にもフィルムを一層平滑に保ちやすくなる。E+Eは、8000MPa以上であることがより好ましく、10000MPa以上であることがさらに好ましく、12000MPa以上であることが最も好ましい。一方、E+Eが20000MPa以下であれば、樹脂被覆金属板の製缶加工性がさらに向上する。E+Eは、19000MPa以下であることがより好ましく、18000MPa以下であることがさらに好ましく、17000MPa以下であることが最も好ましい。
とEの和(E+E)をいずれも上記の範囲内とするためには、後述するような条件でポリエステルフィルムを縦または幅方向に一軸延伸し、熱固定すればよい。
本発明の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、160℃での熱収縮率が長手方向および幅方向のいずれも0~20%であることが好ましい。160℃での熱収縮率が長手方向および幅方向のいずれも0%以上であれば、金属板との熱圧着時にフィルムが伸びることを抑制し、フィルム伸びによるシワ混入やフィルム破断をさらに抑制することができる。一方、160℃での熱収縮率が長手方向および幅方向のいずれも20%以下であれば、金属板との熱圧着時の熱収縮を抑制し、フィルム収縮によるシワ混入やフィルム破断、およびフィルムと金属板間への気泡の混入をさらに抑制できる。160℃での熱収縮率が長手方向および幅方向のいずれも、18%以下であることがより好ましく、16%以下であることがさらに好ましく、15%以下であることが最も好ましい。
なお、前記160℃での熱収縮率は、熱機械分析装置(Thermomechanical Analyzer)を用いて25℃から5℃/分で昇温した際の、160℃における変位量と定義される。より具体的には、実施例に記載した方法で測定することができる。
160℃で熱処理した後の熱収縮率を長手方向および幅方向のいずれも上記の範囲内とするためには、後述するような条件でポリエステルフィルムを延伸した後に熱固定すればよい。
本発明の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、とくに限定されることなく、任意の厚み(以下、「フィルム厚み」という)であってよい。しかし、フィルム厚みが10μm以上であれば、フィルムにコシがあるためより優れたフィルム搬送性を発揮し、金属板との熱圧着時に確実に被覆でき、容器として使用した際に、さらに良好な耐食性を得ることができる。そのため、前記フィルム厚みは10μm以上であることが好ましく、12μm以上であることがより好ましく、15μm以上であることがさらに好ましい。一方、フィルム厚みが50μm以下であれば、樹脂被覆金属板を容器として用いた際の耐食性を損なうことなく、コストアップを抑制することができる。そのため、前記フィルム厚みは50μm以下であることが好ましく、30μm以下であることがより好ましく、25μm以下であることがさらに好ましい。前記フィルム厚みは、ダイヤルゲージを用いて測定することができる。より具体的には、実施例に記載した方法で測定できる。
前記A層およびB層それぞれの厚みはとくに限定されない。しかし、前記B層の総厚みtに対する前記A層の総厚みtの比(t/t)が2.5以上であれば、無機顔料を含有する層であるA層の効果がさらに向上し、金属板の色をさらに良好に隠蔽することができる。そのため、前記B層の総厚みtに対する前記A層の総厚みtの比(t/t)は2.5以上であることが好ましく、3.0以上であることがより好ましく、4.0以上であることがさらに好ましい。一方、前記B層の総厚みtに対する前記A層の総厚みtの比(t/t)が7.5以下であれば、B層の効果がさらに向上する結果、金属板との熱圧着時にシワの混入を抑制でき、さらに優れた製缶加工性が得られる。そのため、前記B層の総厚みtに対する前記A層の総厚みtの比(t/t)は7.5以下であることが好ましく、6.0以下であることがより好ましく、5.0以下であることがさらに好ましい。前記総厚みtおよび総厚みtは、それぞれフィルム断面を走査電子顕微鏡で観察することにより測定できる。より具体的には、実施例に記載した方法で測定すればよい。
前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、さらに任意に酸化防止剤を含有することができる。酸化防止剤を添加することにより耐熱性が向上する。そのため、前記A層およびB層の少なくとも一方が酸化防止剤を含有することが好ましく、両方の層が酸化防止剤を含有することがより好ましい。各層における前記酸化防止剤の含有量はとくに限定されないが、耐熱性向上の観点からは、0.0001質量%以上であることが好ましく、0.001質量%以上であることがより好ましい。一方、前記含有量は、1.0質量%以下であることが好ましい。前記酸化防止剤としては、特に限定されることなく任意の酸化防止剤を使用できる。前記酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール類、ヒドラジン類、フォスファイト類等からなる群より選択される少なくとも1つを用いることができる。
前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記酸化防止剤の他にも種々の添加剤を含有することができる。例えば、結晶核剤、熱安定剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、充填剤、粘度調整剤、着色顔料からなる群より選択される少なくとも1つを用いることができる。
[製造方法]
次に、本発明の一実施形態における金属板被覆用ポリエステル積層フィルムの好適な製造方法について説明する。ただし、本発明は以下の開示に限定されるものではない。
なお、本発明の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを製造する際の延伸は、任意の方式で行うことができる。例えば、一軸延伸方式で行ってもよく、二軸延伸方式で行ってもよい。また、二軸延伸方式で延伸を行う場合、長手方向に延伸した後に幅方向に延伸する逐次二軸延伸を行ってもよく、同時に二方向の延伸を行う同時二軸延伸を行ってもよい。本発明の効果をさらに高めるという観点からは、長手方向または幅方向の一方向にのみ延伸する一軸延伸方式で延伸を行うことが好ましい。言い換えると、本発明の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、一軸延伸フィルムであることが好ましい。ここでは、例として、一軸延伸方式で延伸を行う場合について説明する。
まず、A層用の樹脂とB層用の樹脂とを別々の押出機内で溶融混錬して溶融樹脂とする。A層用の樹脂については、乾燥したポリエステル樹脂と無機顔料を含む混合物を押出機内で溶融混錬すればよい。B層用の樹脂については、乾燥したポリエステル樹脂、無機滑剤、およびワックスを含む混合物を押出機内で溶融混錬すればよい。前記ポリエステル樹脂の形態はとくに限定されないが、例えば、ペレットなどの形態であってよい。前記ポリエステル樹脂は、必要に応じて熱風または真空下で乾燥された後、押出機に供給される。
押出機内において前記ポリエステル樹脂を融点以上に加熱するとともに混練し、溶融樹脂とする。前記溶融樹脂を押し出す際には、ギアポンプ等で押出量を均一化することが好ましい。また、フィルターなどを介して押し出すことにより異物や変性した樹脂などを除去することが好ましい。
別々の押出機で溶融樹脂とされたA層用の樹脂とB層用の樹脂は、次に、それぞれ異なる流路で積層装置に送給される。前記積層装置としては、例えば、フィードブロックやマルチマニホールドダイを用いることができる。
これらの溶融樹脂をTダイからシート状に吐出し、キャスティングドラム上で冷却固化させて無延伸フィルムとする。その際、キャスティングドラム等の冷却体と溶融シートの密着性を高める目的で、ワイヤー状、テープ状、針状、又はナイフ状等の電極を用いて、静電気力によって密着させ急冷固化させることが好ましい。また、スリット状、スポット状、面状の装置からエアーを吹き出して密着させ急冷固化させる方法や、ニップロールにて密着させ急冷固化させる方法、さらにはこれらの組み合わせる方法も好ましい。
その後、前記無延伸フィルムを延伸する。延伸方向は縦方向と横方向のいずれであってもよいが、製造速度を高めやすいという点で縦方向に延伸することが好ましい。
ここで、縦方向への延伸とは、フィルムに長手方向の分子配向を与えるための延伸を言う。縦方向の延伸は、通常、周速の異なるロール対を用いて行われ、延伸倍率は周速差により制御される。縦方向の延伸は1段階で行ってもよく、また、複数のロール対を使用して多段階で行ってもよい。
また、横方向への延伸とは、フィルムに幅方向の分子配向を与える延伸を言う。横方向の延伸は、通常、テンター式延伸機を用いて行われる。テンター式延伸機では、フィルム端部をクリップで把持した状態でフィルムを導入し、前記クリップが幅方向に広がることに伴いフィルムが横方向に延伸される。
前記延伸における延伸倍率が3.0倍未満であると、延伸斑が発生し、延伸方向の厚み斑が大きくなる場合があり、生産性にも劣る。そのため、前記延伸における延伸倍率は3.0倍以上とすることが好ましい。4.0倍以上とすることがより好ましく、4.5倍以上とすることがさらに好ましい。一方、延伸倍率が8.0倍を超えると、延伸方向の配向が付きすぎて熱収縮し易くなったり、延伸方向に直交する方向のコシが弱くなることによりシワが発生し易くなったりする場合がある。そのため、前記延伸における延伸倍率は8.0倍以下とすることが好ましく、6.0倍以下とすることがより好ましく、5.5倍以下とすることがさらに好ましい。
前記延伸における延伸温度が低すぎると、延伸時にフィルムが破断したり、延伸方向の配向が付きすぎてしまい熱収縮し易くなったりする場合がある。そのため、前記延伸温度はフィルムを構成するポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)以上とすることが好ましく、(Tg+10℃)以上とすることがより好ましく、(Tg+15℃)以上とすることがさらに好ましい。一方、延伸温度が高すぎると、無延伸フィルムが熱結晶化し、延伸時にフィルムが破断したり、反対に軟化しすぎてロールやクリップに粘着したりする場合がある。そのため、前記延伸温度は(Tg+50℃)以下とすることが好ましく、(Tg+40℃)以下とすることがより好ましく、(Tg+30℃)以下とすることがさらに好ましい。なお、ガラス転移温度の異なる複数のポリエステル樹脂を使用する場合、前記複数のポリエステル樹脂が混ざり合うことにより、1つのガラス転移温度が観測される。したがって、前記ガラス転移温度に基づいて前記延伸温度を決定することができる。
ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量計により測定することができる。より具体的には、実施例に記載した方法で測定できる。
一軸延伸されたフィルムは、そのあと熱固定することが好ましい。前記熱固定は、縦延伸の場合は、高温に加熱した縦延伸機内のロールを走行させながら行うことが好ましく、横延伸の場合は、テンター式延伸機内の高温に加熱したオーブン内を走行させながら行うことが好ましい。
熱固定温度としては延伸温度以上、融点-50℃以下が好ましい。延伸温度以上、延伸温度+60℃以下、かつ融点-50℃以下の範囲内がより好ましく、延伸温度+10℃以上延伸温度+50℃以下、かつ融点-50℃以下の範囲内がさらに好ましい。延伸温度+20℃以上延伸温度+40℃以下、かつ融点-50℃以下の範囲内が特に好ましい。ここで、前記融点は、第一のポリエステル樹脂および第二のポリエステル樹脂の融点を指し、第一のポリエステル樹脂の融点と第二のポリエステル樹脂の融点が異なる場合には、低い方の融点を指すものとする。
この熱固定は、一軸配向したフィルムの残留応力を低減させるために重要であるが、熱固定温度が低すぎると残留応力低減効果が得られない場合がある。一方、熱固定温度が高すぎると、フィルムの収縮が大きくなり搬送中のフィルムにシワが混入したり、場合によっては破断したりする場合もある。
さらに、前記熱固定はフィルムを延伸方向に弛緩させながら行ってもよい。その際の弛緩率は0.5%以上5%以下が好ましい。0.8%以上4%以下の範囲内がより好ましく、1%以上3%以下の範囲内がさらに好ましい。熱固定と同時に弛緩することで、一軸配向したフィルムの残留応力はさらに低減し好ましい。弛緩率が低すぎると残留応力低減効果が得られない場合がある。一方、弛緩率が高すぎると、フィルムが収縮しきれず搬送中のフィルムが弛んでしまう場合がある。熱固定されたフィルムは、その後冷却され一軸延伸フィルムが得られる。
本発明の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムによれば、ラミネート性、製缶加工性、および耐フェザリング性を兼ね備えた樹脂被覆金属板を提供することができる。すなわち、本発明によれば、熱圧着ラミネート法において、特に高温下においてもフィルムのシワや熱収縮を抑制できる。また、本発明によれば、高加工度が求められる2ピース缶の缶体の製造において、製缶加工に伴う樹脂被膜層の破断および削れ、ならびに缶体熱処理工程における樹脂被膜層へのクラック発生を抑制できる。さらに、本発明によれば、これらの特性に加え、優れた耐フェザリング性も実現できる。加えて、本発明の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは金属板の色を隠蔽可能であり、製品に高い意匠性を付与することができる。
以下、実施例に基づき、さらに本発明について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。
本実施例では、使用した第一および第二のポリエステル樹脂、変性ポリオレフィンワックス、最終的に得られた金属板被覆用ポリエステル積層フィルムの各特性を以下の方法で測定、評価した。
(1)融点、ガラス転移温度(ポリエステル樹脂、ポリエステル積層フィルム、変性ポリオレフィンワックス)
第一および第二のポリエステル樹脂、ポリエステル積層フィルム、および変性ポリオレフィンワックスの融点と、ポリエステル樹脂およびポリエステル積層フィルムのガラス転移温度は、TAインスツルメント社製示差走査熱量計(DSCQ100)を用いて測定した。第一および第二のポリエステル樹脂とポリエステル積層フィルムは、まず、窒素雰囲気下で-50℃まで冷却し、そこから290℃まで20℃/分で昇温した(1stRun)。1stRunで290℃まで昇温した後、5分保持して液体窒素にて急冷した。その後、再び-50℃から290℃まで20℃/分で昇温した(2ndRun)。2ndRun測定にて得られたチャートより融点およびガラス転移温度を求めた。それぞれ同様の測定を3回行い、その平均値をそれぞれそのポリエステル樹脂の融点およびガラス転移温度とした。変性ポリオレフィンワックスの融点は、昇温する温度を290℃から250℃に変更した以外はポリエステル樹脂の融点と同様に測定して求めた。
(2)ポリエステル樹脂の固有粘度
第一および第二のポリエステル樹脂の固有粘度は、JIS K7367-1およびJIS K 7367-5に従って測定した。それぞれのポリエステル樹脂について同様の測定を3回行い、その平均値を当該ポリエステル樹脂の固有粘度とした。
(3)ワックスの酸価
ワックスの酸価をJIS K5902に準じて測定した。JIS K5902に準じて推定酸価に応じた所定量のワックスをフラスコに測り取り、中性溶剤100mlに溶かした後、フェノールフタレインを指示薬として0.1mol/L水酸化カリウム標準液で滴定し、指示薬の変色が30秒継続したときを中和の終点として、次式によって酸価を算出した。
酸価=5.611×A×F/B
A:0.1mol/L水酸化カリウム標準液の使用量(ml)
B:試料採取量(g)
F:0.1mol/L水酸化カリウム標準液のファクター
(4)ヤング率
ヤング率は、株式会社島津製作所社製万能材料試験機(AG-X-5)を用いて、温度23℃の条件で測定した。測定に用いるサンプルは、測定方向(長手方向または幅方向)の長さが130mm、測定方向と直角の方向の長さが10mmとなるようにフィルムから切り出した。原長50mm、引張り速度300mm/分で伸張してヤング率を測定した。なお、長手方向および幅方向共に、それぞれ上記測定を5回繰り返した。長手方向の5回測定の平均値を長手方向ヤング率、幅方向の5回測定の平均値を幅方向のヤング率とし、長手方向のヤング率と幅方向のヤング率のうち、高い方をE、低い方をEとした。
(5)熱収縮率
長手方向および幅方向における熱収縮率を、株式会社日立ハイテクサイエンス製熱機械分析装置(TMA7100C)を用いて測定した。サンプルは、測定方向(長手方向又は幅方向)のチャック間が10mm、測定方向と直角の方向が4mmとなるように切り出してチャック間に固定した。測定モードは引張モード(測定荷重29.4mN)とし、流量100ml/分の窒素雰囲気下において、25℃から200℃までを5℃/分で昇温した。測定にて得られたチャートより160℃のTMA値(変位量)を求めた。なお、前記変位量は収縮を正、膨張若しくは伸長を負の値とした。測定前のチャック間距離:Lと、160℃での変位量:Lとから、以下に示す数式で計算される値を160℃で熱処理した後の熱収縮率とした。
熱収縮率(%)=(L/L)×100
(6)無機顔料含有量
JIS K7250に従い、初期質量Wのフィルムを白金坩堝に入れ、まずガスバーナーで十分に燃焼させた。その後、750~800℃の電気炉で1時間処理して完全に灰化し、得られた灰の質量Wを測定した。前記初期質量Wおよび灰の質量Wを用い、下記式により無機顔料含有量を算出した。各フィルムについて同様の測定を3回行い、その平均値を無機顔料含有量(即ち無機顔料のフィルム全成分中に占める含有量)とした。なお、本開発のフィルムには、無機滑剤が含有されるが、無機滑剤の含有量は無機顔料と比べて極めて少ないため、無機顔料含有量測定においては無機滑剤の影響は無視することとする。
無機顔料含有量(%)=(W/W)×100
(7)フィルム厚み
株式会社ミツトヨ社製ダイヤルゲージスタンド7001-10に設置した同じく株式会社ミツトヨ社製ダイヤルゲージ2110S-10(超硬ボール付測定子)にてフィルム厚みを測定した。測定は場所をかえて10回行い、その平均値をフィルム厚みとした。
(8)総厚み
A層およびB層それぞれの総厚みは、フィルム断面を走査電子顕微鏡で観察することにより測定した。具体的には、フィルムをエポキシ樹脂に包埋し、フィルム断面をミクロトームで切り出した。次いで、得られたサンプルの断面を株式会社日立ハイテクノロジー社製走査電子顕微鏡S-4800で観察して各層の厚みを求めた。場所を変えて10回測定し、その平均値を各層の総厚みとした。
(9)変性ポリオレフィンワックスの数平均分子量
ポリオレフィンワックスの数平均分子量は、Waters社製ゲル浸透クロマトグラフ(Allianece GPC2000型)を用いて下記条件で測定した。数平均分子量の算出には、市販の単分散標準ポリスチレンを用いて作成した検量線を使用した。
(測定条件)
溶媒:o-ジクロロベンゼン
カラム:TSKgel GMH6-HT×2、TSKgel GMH6-HTLカラム×2(東ソー社製)
流速:1.0ml/分
試料:0.15mg/ml o-ジクロロベンゼン溶液
温度:140℃
(10)圧着ラミネートによる樹脂被覆金属板作製
金属板として、板厚が0.22mmのTFSを使用した。前記TFSの金属クロム層の付着量は片面当たり120mg/m、クロム酸化物層の付着量は金属クロム換算で片面当たり10mg/mとした。また、前記TFSの原板の調質度はT3CAとした。
熱圧着ラミネート法(フィルムラミネート法)により、前記後述する実施例および比較例で製造された金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを前記金属板の少なくとも片面に被覆した。具体的なラミネート条件は、ラミネート直前の金属板温度をフィルムの融点と同じ温度とし、ラミネートロール温度60℃とした。その後、熱圧着から1秒経過後に水冷することにより、金属板の両面に樹脂被膜層を被覆した樹脂被覆金属板を得た。
(11)ラミネート性
ラミネート性を評価するために、上記10項にて得られた樹脂被覆金属板における気泡混入面積率およびシワの混入本数を確認した。その結果に基づき、下記判断基準でラミネート性を評価した。評価がB以上であれば実用上の問題はない。
A(優良):気泡混入面積率1%未満、且つシワ混入なし。
B(良好):気泡混入面積率1%以上5%未満、もしくはシワが1本混入。
C(不可):気泡混入面積率5%以上、もしくはシワが2本以上混入。
(12)製缶加工性
製缶加工性を評価するために、上記8項にて得られた樹脂被覆金属板を用いて以下の手順で缶を製造した。まず、前記樹脂被覆金属板の表面にパラフィンワックスを塗布した後、直径123mmのブランクを打抜き、当該フィルムが外面となるようにカッピングプレス機で内径71mm、高さ36mmのカップに絞り成形した。得られたカップをDI(Drawing and Ironing)成形装置に装入し、再絞り加工及び3段階のアイアニング加工を施して、内径52mm、高さ90mmの缶とした。前記再絞り加工は、ポンチスピード200mm/秒、ストローク560mmの条件で実施した。また、前記アイアニング加工における総リダクション率は51%とし、各工程のリダクション率はそれぞれ23%、25%、25%とした。
成形後の缶を熱風乾燥炉に入れて1分後に缶体温度が樹脂被膜の融点-5°となるように熱処理を行った。その後、前記熱風乾燥炉より缶を取り出し、室温まで冷却した。
以上の手順で得た缶のそれぞれについて、外面の樹脂被覆層を目視で観察し、以下の基準に従って製缶加工性を評価した。評価がB以上であれば実用上の問題はない。
A(優良):削れ及びクラックが観察されない。
B(良好):缶フランジ部から2mm以内の高さに僅かな削れもしくはクラック発生。
C(不可):缶フランジ部から2mmを超えて削れもしくはクラックが発生。またはフィルム破断が発生。
(13)耐フェザリング性
耐フェザリング性を評価するために、上記8項にて得られた樹脂被覆金属板を用いて以下の手順でEOE蓋を作製した。まず、前記樹脂被覆金属板を、フィルムが被覆された面の反対側から直径68mmに打ち抜いてブランクとした。この時、フィルム残りがあればその長さを測定した。次いで、EOE製蓋用金型を用いて前記ブランクをプレス成型しEOE蓋とした。スコア部は、V字型のスコア金型を用い、スコア加工部の金属板厚みが70μmとなるように調整した。前記スコア部は、フィルムが被覆されている面とは反対の面に形成した。最後に、前記EOE蓋にタブを取り付けた。
作製したEOE蓋のタブを起こし、パネル部と外周のリング部を分離することで開缶した。この時、フィルム残りがあればその長さを測定した。ブランク打ち抜き時のフィルム残り長とEOE開缶時のフィルム残り長のうち長い方の値を用い、以下の基準に従って耐フェザリング性を評価した。評価がB以上であれば実用上の問題はない。
A(優良):フィルム残り長が0.1mm未満。
B(良好):フィルム残り長が0.1mm以上0.2mm未満。
C(不可):フィルム残り長が0.2mm以上。
(実施例1)
フィルムのA層用原料樹脂としての樹脂組成物Aを以下の手順で調製した。まず、下記のペレットa、bを用意した。
ペレットa:第一のポリエステル樹脂のペレット
ペレットb:前記第一のポリエステル樹脂に無機顔料を含有したマスターバッチのペレット
前記第一のポリエステル樹脂としては、融点249℃、固有粘度0.67dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した。前記無機顔料としてはルチル型二酸化チタンを使用した。
前記ペレットaおよびbのそれぞれを、水分を含まないように真空高温下にて十分に乾燥させた。その後、前記ペレットaとbをブレンドし樹脂組成物Aとした。前記樹脂組成物Aにおける無機顔料の含有量は12質量%とした。A層におけるポリエステル樹脂の含有量は、100質量%から前記無機顔料の含有量である12質量%を引いた値であり、この実施例1の場合、88質量%である。
さらに、B層用原料樹脂としての樹脂組成物Bを以下の手順で調製した。まず、下記のペレットc、d、eを用意した。
ペレットc:第二のポリエステル樹脂のペレット
ペレットd:前記第二のポリエステル樹脂に無機滑剤を含有したマスターバッチのペレット
ペレットe:前記第二のポリエステル樹脂にワックスを含有したマスターバッチのペレット
前記第二のポリエステル樹脂としては、融点247℃、固有粘度0.81dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した。前記無機滑剤としては二酸化ケイ素を使用した。前記ワックスとしては、酸価が60mgKOH/gである酸変性ポリエチレンワックスを使用した。のものを用いた。
前記ペレットc、d、およびeのそれぞれを、水分を含まないように真空高温下にて十分に乾燥させた。その後、前記ペレットc、d、およびeをブレンドし樹脂組成物Bとした。前記樹脂組成物Bにおける無機滑剤の含有量は400ppm、ワックスの含有量は0.18質量%とした。B層におけるポリエステル樹脂の含有量は、100質量%から前記無機滑剤の含有量である400ppmとワックスの含有量である0.18質量%を引いた値である。
前記樹脂組成物AおよびBをそれぞれ異なる2台の単軸押出機に投入し278℃で溶融混練した。次いで、25μmカットの焼結フィルターを介して異物除去を行った後、A層とB層の積層比率が1(B層):8(A層):1(B層)に設計されたフィードブロックにて合流させ厚み方向に3層積層させた。積層された溶融樹脂をTダイから吐出し、30℃に表面温度を制御したキャスティングドラム上で冷却固化させて無延伸フィルムを得た。
次いで、加熱したセラミックロールを用いてフィルム温度が95℃になるように予熱を行い、フィルムの長手方向に4.5倍延伸を行った。その後、加熱した鏡面HCrメッキロールを用いて120℃で熱固定を行った。なお、この際2本の連続する鏡面HCrメッキロール間の速度差を利用して長手方向に1%の弛緩を施した。最後に室温まで徐冷し、端部を除去したフィルムを巻取機で巻き取り、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを得た。得られたフィルムの物性を表1に示す。
(実施例2)
下記の点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。厚み20μm、融点242℃、ガラス転移温度79℃の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを得た。第一のポリエステル樹脂を融点が240℃、固有粘度が0.68dL/gのポリエチレンテレフタレートとした。樹脂組成物Aの無機顔料の含有量を20質量%とした。ワックスを酸価が80mgKOH/gの酸変性ポリエチレンワックスとした。組成物Bのワックス含有量を0.07質量%とした。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点242℃、ガラス転移温度79℃であった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
(実施例3)
下記の点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記第一のポリエステル樹脂として、融点が255℃、固有粘度が0.68dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した。前記ワックスとして、酸価が80mgKOH/gの酸変性ポリエチレンワックスを使用した。前記樹脂組成物Bにける前記ワックスの含有量を0.07質量%とした。延伸温度を100℃、延伸倍率を4.0倍とした。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点252℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
(実施例4)
下記の点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記第一のポリエステル樹脂として、融点が248℃、固有粘度が0.55dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した。前記ワックスとして、酸価が60mgKOH/gの酸変性ポリプロピレンワックスを使用した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点247℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
(実施例5)
前記第一のポリエステル樹脂として、融点が247℃、固有粘度が0.75dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した点以外は実施例4と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点247℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
(実施例6)
前記樹脂組成物Aにおける無機顔料の含有量を12.5質量%とした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
(実施例7)
前記樹脂組成物Aにおける無機顔料の含有量を25質量%とした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
(実施例8)
前記第二のポリエステル樹脂として、融点が240℃、固有粘度が0.76dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点247℃、ガラス転移温度79℃であった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
(実施例9)
前記第二のポリエステル樹脂として、融点が255℃、固有粘度が0.70dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点250℃、ガラス転移温度70℃であった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
(実施例10)
前記第二のポリエステル樹脂として、融点が248℃、固有粘度が0.55dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表1に示す。
(実施例11)
前記第二のポリエステル樹脂として、融点が247℃、固有粘度が0.90dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表2に示す。
(実施例12)
前記樹脂組成物Bにおける無機滑剤の含有量を100ppmとした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表2に示す。
(実施例13)
前記樹脂組成物Bにおける無機滑剤の含有量を5000ppmとした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表2に示す。
(実施例14)
前記樹脂組成物Bにおけるワックスの含有量を0.5質量%とした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表2に示す。
(実施例15)
前記樹脂組成物Bにおけるワックスの含有量を1.0質量%とした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表2に示す。
(実施例16)
前記樹脂組成物Bにおけるワックスの含有量を0.2質量%とした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表2に示す。
(実施例17)
前記ワックスとして、酸価が50mgKOH/gの酸化ポリエチレンワックスを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表2に示す。
(実施例18)
前記ワックスとして、酸価が50mgKOH/gの酸化ポリプロピレンワックスを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表2に示す。
(実施例19)
前記ワックスとして、酸価が100mgKOH/gの酸変性ポリエチレンワックスを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表2に示す。
(実施例20)
前記樹脂組成物Bにおける無機滑剤の含有量を200ppmとした点以外は実施例1と同様の条件で無延伸フィルムを作製した。次いで、加熱したセラミックロールを用いてフィルム温度が95℃になるように予熱を行い、フィルムの長手方向に3.5倍延伸を行った。その後、テンター式延伸機に端部をクリップで把持させて導入し、100℃で5.0倍に幅方向に延伸した。そのまま、160℃で熱固定しながら幅方向に1%の弛緩を施した。最後に室温まで徐冷し、端部を除去したフィルムを巻取機で巻き取り、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを得た。得られたフィルムの物性を表2に示す。
(実施例21)
前記樹脂組成物Bにおける無機滑剤の含有量を1000ppmとし、延伸倍率を5.5倍とした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表2に示す。
(実施例22)
下記の点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。無延伸フィルムをテンター式延伸機に端部をクリップで把持させて導入し、120℃で3.0倍に幅方向に延伸した。そのまま、1120℃で熱固定しながら幅方向に1%の弛緩を施した。最後に室温まで徐冷し、端部を除去したフィルムを巻取機で巻き取った。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表5に示す。
(実施例23)
延伸倍率を5.5倍とし、熱固定温度を180℃とした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表5に示す。
(実施例24)
前記樹脂組成物AおよびBの溶融押出量を調整した点以外は実施例1と同様の条件で、厚み10μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。得られたフィルムの物性を表5に示す。
(実施例25)
前記樹脂組成物AおよびBの溶融押出量を調整した点以外は実施例1と同様の条件で、厚み50μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。得られたフィルムの物性を表5に示す。
(実施例26)
積層比率が1(B層):5(A層):1(B層)のフィードブロックを使用し、樹脂組成物AおよびBの溶融押出量を調整した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み25μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表5に示す。
(実施例27)
積層比率が1(B層):15(A層):1(B層)のフィードブロックを使用し、樹脂組成物AおよびBの溶融押出量を調整した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み25μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表5に示す。
(実施例28)
積層比率が4(A層):1(B層)のフィードブロックを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表5に示す。
(比較例1)
前記第一のポリエステル樹脂として、融点が238℃、固有粘度が0.67dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点241℃、ガラス転移温度79℃であった。得られたフィルムの物性を表3に示す。
(比較例2)
前記第一のポリエステル樹脂として、融点が256℃、固有粘度が0.68dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点253℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表3に示す。
(比較例3)
前記第一のポリエステル樹脂として、融点が248℃、固有粘度が0.53dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表3に示す。
(比較例4)
前記第一のポリエステル樹脂として、融点が247℃、固有粘度が0.76dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表3に示す。
(比較例5)
前記樹脂組成物Aにおける無機顔料の含有量を11.25質量%とした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表3に示す。
(比較例6)
前記樹脂組成物Aにおける無機顔料の含有量を25.25質量%とした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表3に示す。
(比較例7)
前記第二のポリエステル樹脂として、融点が238℃、固有粘度が0.76dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点246℃、ガラス転移温度79℃であった。得られたフィルムの物性を表3に示す。
(比較例8)
前記第二のポリエステル樹脂として、融点が256℃、固有粘度が0.70dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点251℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表3に示す。
(比較例9)
前記第二のポリエステル樹脂として、融点が248℃、固有粘度が0.53dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表3に示す。
(比較例10)
前記第二のポリエステル樹脂として、融点が247℃、固有粘度が0.92dL/gのポリエチレンテレフタレートを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表4に示す。
(比較例11)
前記樹脂組成物Bにおける無機滑剤の含有量を90ppmとした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表4に示す。
(比較例12)
前記樹脂組成物Bにおける無機滑剤の含有量を5100ppmとした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表4に示す。
(比較例13)
前記樹脂組成物Bにおけるワックスの含有量を0.040質量%とした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表4に示す。
(比較例14)
前記樹脂組成物Bにおけるワックスの含有量を1.1質量%とした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表4に示す。
(比較例15)
前記ワックスとして、酸価が48mgKOH/gの酸変性ポリエチレンワックスを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表4に示す。
(比較例16)
前記ワックスとして、酸価が110mgKOH/gの酸変性ポリエチレンワックスを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表4に示す。
(比較例17)
前記ワックスとして、酸変性ポリエチレンワックスに代えてポリエチレンワックスを使用した点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表4に示す。
(比較例18)
幅方向の延伸倍率を4.5倍とした点以外は実施例20と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表4に示す。
(比較例19)
延伸温度を110℃、延伸倍率を8.2倍とした点以外は実施例1と同様の条件で金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを作製した。前記金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、厚み20μm、融点248℃、ガラス転移温度80℃であった。得られたフィルムの物性を表4に示す。
表1~5に示した結果から分かるように、本発明の条件を満たすフィルムはラミネート性、製缶加工性、および耐フェザリング性を兼ね備えている。加えて、本発明のフィルムは無機顔料を含有するA層を備えているため、金属板の色を隠蔽可能であり、製品に高い意匠性を付与することができる。そのため、本発明の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムは、金属板、特に容器用金属板の被覆用フィルムとして好適に用いることができる。そして、本発明の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを備える樹脂被覆金属板は、容器、特に高加工度が求められる2ピース缶の缶体を製造するための材料として好適に用いることができる。

Claims (9)

  1. 70質量%以上の第一のポリエステル樹脂と、無機顔料とを含有するA層と、前記A層の少なくとも一方の表面に積層された、70質量%以上の第二のポリエステル樹脂と、無機滑剤と、ワックスとを含有するB層を備えるポリエステル積層フィルムであって、
    前記第一のポリエステル樹脂は、融点が240~255℃、固有粘度が0.55~0.75dL/gであり、
    前記第二のポリエステル樹脂は、融点が240~255℃、固有粘度が0.55~0.90dL/gかつ前記第一のポリエステル樹脂の固有粘度より大きく、
    前記無機顔料の含有量がフィルム全成分に対して10~20質量%であり、
    前記無機滑剤の含有量が前記B層の全成分に対して100~5000ppmであり、
    前記ワックスが、酸価が50~100mgKOH/gの変性ポリオレフィンワックスであり、
    前記ワックスの含有量が前記B層の全成分に対して0.050~1.0質量%であり、
    長手方向のヤング率と幅方向のヤング率のうち、高い方をE、低い方をEとした際のヤング率の比(E/E)が1.2~10である、金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
  2. とEがいずれも1000~19000MPaである、請求項1に記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
  3. とEの和(E+E)が3000~20000MPaである、請求項1または2に記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
  4. 160℃での熱収縮率が長手方向および幅方向のいずれも0~20%である、請求項1または2に記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
  5. 前記B層に含有される前記変性ポリオレフィンワックスが、酸変性ポリエチレンワックス、酸変性ポリプロピレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、酸化ポリプロピレンワックスのいずれか、またはこれらの混合物である、請求項1または2に記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
  6. フィルム厚みが10~50μmである、請求項1または2に記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
  7. 前記B層の総厚みtに対する前記A層の総厚みtの比(t/t)が2.5~7.5である、請求項1または2に記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
  8. 容器用金属板の表面被覆用である、請求項1または2に記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルム。
  9. 請求項1または2に記載の金属板被覆用ポリエステル積層フィルムを少なくとも片面に備える、樹脂被覆金属板。
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