JPH0596683A - 金属板貼合せ成形加工用ポリエステルフイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属板と貼合せた後製缶加工、例えば深絞り
加工して金属缶を成形するにあたり、深絞り加工性、製
缶後の耐衝撃性、耐熱性、耐レトルト性、防錆性に優れ
たポリエステルフイルムを提供することにある。 【構成】 融点が２１０〜２４５℃、ガラス転移温度が
７０℃以下の共重合ポリエステルよりなるフイルムの片
面に金属薄膜層を設けていることを特徴とする金属板貼
合せ成形加工用ポリエステルフイルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属板貼合せ成形加工用
ポリエステルフイルムに関し、更に詳しくは金属板と貼
合せて絞り加工等の製缶加工をする際優れた成形加工性
を示し、かつ耐熱性、耐レトルト性、保香性、防錆性等
に優れた金属缶例えば飲料缶、食品缶等を製造し得る金
属板貼合せ成形加工用ポリエステルフイルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】金属缶には内外面の腐蝕防止として一般
に塗装が施されているが、最近、工程簡素化、衛生性向
上、公害防止等の目的で、有機溶剤を使用せずに防錆性
を得る方法の開発が進められ、その一つとして熱可塑性
樹脂フイルムによる被覆が試みられている。すなわち、
ブリキ、ティンフリースチール、アルミニウム等の金属
板に熱可塑性樹脂フイルムをラミネートした後、絞り加
工等により製缶する方法の検討が進められている。この
熱可塑性樹脂フイルムとしてポリオレフィンフイルムや
ポリアミドフイルムが試みられたが、成形加工性、耐熱
性、保香性の全てを満足するものでない。

【０００３】一方、ポリエステルフイルム特にポリエチ
レンテレフタレートフイルムがバランスのとれた特性を
有するとして注目され、これをベースとしたいくつかの
提案がなされている。すなわち、 （Ａ）二軸配向ポリエチレンテレフタレートフイルムを
低融点ポリエステルの接着層を介して金属板にラミネー
トし、製缶材料として用いる（特開昭５６―１０４５１
号、特開平１―１９２５４６号）。 （Ｂ）非晶性もしくは極めて低結晶性の芳香族ポリエス
テルフイルムを金属板にラミネートし、製缶材料として
用いる（特開平１―１９２５４５号、特開平２―５７３
３９号）。 （Ｃ）低配向で、熱固定された二軸配向ポリエチレンテ
レフタレートフイルムを金属板にラミネートし、製缶材
料として用いる（特開昭６４―２２５３０号）。しか
し、本発明者らの検討では、いずれも充分な特性が得ら
れず、それぞれ次の問題のあることが明かとなった。

【０００４】（Ａ）については、二軸配向ポリエチレン
テレフタレートフイルムは耐熱性、保香性に優れるが、
成形加工性が不充分であり、大きな変形を伴う製缶加工
ではフイルムの白化（微小クラックの発生）、破断が発
生する。

【０００５】（Ｂ）については、非晶性もしくは極めて
低結晶性の芳香族ポリエステルフイルムであるため成形
加工性は良好であるが、保香性が劣り、また製缶後の印
刷、レトルト殺菌処理等の後処理、更には長期の保存に
より脆化しやすく、缶外部からの衝撃により割れ易いフ
イルムに品質する恐れがある。

【０００６】（Ｃ）については、上記（Ａ）と（Ｂ）の
中間領域で効果を発揮せんとするものであるが、未だ製
缶加工に適用可能な低配向には達しておらず、また変形
度の小さい領域で加工し得たとしても、その後の印刷、
缶内容物を滅菌する他のレトルト処理により、脆化しや
すくなり、缶外部からの衝撃により割れやすいフイルム
に変質する恐れがあることは前記（Ｂ）と同様である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、これら
の問題のない製缶加工用ポリエステルフイルムを開発す
べく鋭意研究した結果、本発明に到達した。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は融点
が２１０〜２４５℃、ガラス転移温度が７０℃以下の共
重合ポリエステルよりなるフイルムの片面に金属薄膜層
を設けていることを特徴とする金属板貼合せ成形加工用
ポリエステルフイルムである。

【０００９】本発明における共重合ポリエステルとし
て、共重合ポリエチレンテレフタレートが代表例として
挙げられる。この共重合成分は酸成分でもアルコール成
分でもよい。該酸成分としてはイソフタル酸、フタル
酸、ナフタレンジカルボン酸等の如き芳香族二塩基酸、
アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカル
ボン酸等の如き脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジ
カルボン酸の如き脂環族ジカルボン酸等が例示でき、ま
たアルコール成分としてはブタンジオール、ヘキサンジ
オール等の如き脂肪族ジオール、シクロヘキサンジメタ
ノールの如き脂環族ジオール等が例示できる。これらは
単独または二種以上を使用することができる。

【００１０】共重合成分の割合は、その種類にもよるが
結果としてポリマー融点が２１０〜２４５℃、好ましく
は２１５〜２４０℃の範囲になる割合である。ポリマー
融点が２１０℃未満では耐熱性が劣るため、製缶後の印
刷における加熱に耐えられない。一方、ポリマー融点が
２４５℃を越えると、ポリマーの結晶性が大きすぎて成
形加工性が損なわれる。

【００１１】また同時に、共重合成分の割合は、その種
類にもよるが結果として、ポリマーのガラス転移温度が
７０℃以下、好ましくは６５℃以下の範囲になる割合で
ある。ポリマーのガラス転移温度が７０℃を越えると成
形加工性が不充分であり、成形後の缶外部からの衝撃に
より割れやすいフイルムとなりやすい。

【００１２】従って共重合成分の割合は、ポリマーの融
点及びガラス転移温度の両者を考慮して、その種類、量
を決める必要がある。

【００１３】ここで、共重合ポリエステルの融点測定
は、Du Pont Instruments ９１０ ＤＳＣを用い、昇温
速度２０℃／分で融解ピークを求める方法による。なお
サンプル量は約２０mgとする。

【００１４】本発明における共重合ポリエステルは、平
均粒径２．５μｍ以下の滑剤を含有することが好まし
い。滑剤含有により、フイルムの滑り性が向上し、取扱
いが容易になるとともに製膜の際の延伸工程が安定化し
やすい。この滑剤は無機、有機系の如何を問わないが、
無機系が好ましい。無機系滑剤としては、シリカ、アル
ミナ、二酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等
が例示でき、有機系滑剤としてはシリコーン粒子等が例
示できる。いずれも平均粒径が２．５μｍ以下であるこ
とが好ましい。滑剤の平均粒径が２．５μｍを越える場
合は、深絞り製缶等の加工により変形した部分の、粗大
滑剤粒子（例えば１０μｍ以上の粒子）が起点となり、
ピンホールを生じたり、場合によっては破断するので、
好ましくない。

【００１５】特に耐ピンホール性の点で好ましい滑剤
は、平均粒径２．５μｍ以下であると共に、粒径比（長
径／短径）が１．０〜１．２である単分散の滑剤であ
る。このような滑剤としては、真球状シリカ、真球状シ
リコーン粒子等が例示できる。

【００１６】共重合ポリエステル中の滑剤の量は、フイ
ルム製造工程における巻取性によって決めるとよい。一
般に粒径の大なるものは少量、小なるものは多量添加す
るのが好ましい。例えば、平均粒径２．０μｍのシリカ
の場合は０．０５重量％、平均粒径０．３μｍの二酸化
チタンでは０．３重量％程度添加するのが好ましい。ま
た意図的に滑剤の含量を調整することにより、フイルム
を不透明化することもできる。例えば二酸化チタンを１
０〜１５重量％添加することにより、白色のフイルムと
することができる。

【００１７】なお、滑剤としては、上記の外部添加粒子
以外として、ポリエステル合成時に使用する触媒などの
一部または全部を反応工程で析出させた内部析出粒子を
使用することもできる。また、外部添加粒子と内部析出
粒子を併用することももちろん可能である。

【００１８】本発明における共重合ポリエステルは、そ
の製法によって限定されることはない。例えば、テレフ
タル酸、エチレングリコール及び共重合成分をエステル
化反応させ、次いで得られる反応生成物を重縮合反応さ
せて共重合ポリエステルとする方法、あるいはジメチル
テレフタレート、エチレングリコール及び共重合成分を
エステル交換反応させ、次いで得られる反応生成物を重
縮合反応させて共重合ポリエステルとする方法、が好ま
しく用いられる。共重合ポリエステルの製造において
は、必要に応じ、他の添加剤例えば酸化防止剤、熱安定
剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤等も添加することができ
る。

【００１９】本発明のポリエステルフイルムは、上記し
た滑剤含有共重合ポリエステルを溶融し、ダイより吐出
してフイルム状に成形し、二軸延伸、熱固定したものが
好ましい。

【００２０】そして、このフイルムを下記要件（１）、
さらに（２）を具備することが好ましい。

【００２１】（１）フイルムのポリマー部分の固有粘度
が０．５２以上０．８０以下、好ましくは０．５４以上
０．７０以下、特に好ましくは０．５７以上０．６５以
下である。固有粘度が０．５２未満では、たとえ他の物
性が好適であって、金属板への貼合せ、深絞りによる製
缶加工が良好に行われたとしても缶内容物充填後、滅菌
のためレトルト処理を施すことにより、あるいはその後
の長期保存により、フイルムが脆化しやすくなり、缶外
部からの衝撃によって割れやすいものとなる。一方、固
有粘度が０．８０を越えるものは過剰品質であり、また
原料ポリマーの生産性も落ちるので経済的でない。

【００２２】ここで、固有粘度はオルソクロロフェノー
ルを溶媒として用い、２５℃で測定した値である。

【００２３】（２）フイルムの厚さ方向の屈折率は１．
５０５以上１．５５０以下、好ましくは１．５１０を越
え１．５４０以下である。この屈折率が１．５０５未満
では、成形加工性が不充分となり、一方１．５５０を越
えた場合（すなわち、過度に低配向の場合）には、非晶
に近い構造となるため、耐熱性が不充分となることが多
い。

【００２４】なお、フイルム厚み方向の屈折率は以下の
ようにして測定する。

【００２５】アッベの屈折計の接眼側に偏光板アナライ
ザーを取り付け、単色光ＮａＤ線で、それぞれの屈折率
を測定する。マウント液はヨウ化メチレンを用い測定温
度は２５℃である。

【００２６】本発明のポリエステルフイルムは、好まし
くは厚みが６〜７５μｍである。さらに１０〜７５μ
ｍ、特に１５〜５０μｍであることが好ましい。厚みが
６μｍ未満では加工時に破れ等が生じやすくなり、一方
７５μｍを越えるものは過剰品質であって不経済であ
る。

【００２７】本発明のポリエステルフイルムは、フイル
ムの片面に金属薄膜層を有する。金属薄膜層の金属とし
ては、特に限定されないが、アルミニウム、スズ、金、
銀等が好ましく、特にアルミニウム、スズが価格等の面
より好ましい。かかる金属薄膜層を有しないフイルムは
防錆性が不充分であり、金属薄膜層を有するフイルムは
防錆性が優れる。すなわち金属薄膜層が、金属板を錆さ
せる成分をフイルムから金属板への移動を防止している
ためと考える。

【００２８】ポリエステルフイルムの片面に金属薄膜層
を設ける方法としては、真空蒸着法もしくはスパッタリ
ング法が代表例として挙げられる。更にポリエステルと
金属薄膜層との接着性を向上させるため、ポリエステル
の片面に接着剤層をコーティング等で付与してから、金
属薄膜層を設けてもよい。

【００２９】なお、金属薄膜層の厚みは０．０１〜１μ
ｍが好ましく、０．０５〜０．５μｍが特に好ましい。

【００３０】本発明のポリエステルフイルムが貼合せら
れる製缶用金属板としては、ブリキ、ティンフリースチ
ール、アルミニウム等の板が適切である。金属板へのポ
リエステルフイルムの貼合せは、例えば下記、の方
法で行うことができる。 金属板をフイルム融点以上に加熱しておいてフイル
ムを貼合せた後急冷し、金属板に接するフイルムの表層
部（薄層部）を非晶化して密着させる。 フイルムに予め接着剤層をプライマーコートしてお
き、この面と金属板を貼合せる。接着剤層としては公知
の樹脂接着剤例えばエポキシ系接着剤、エポキシ―エス
テル系接着剤、アルキッド系接着剤等を用いることがで
きる。

【００３１】なお、本発明のポリエステルフイルムを金
属板へ貼合せる際には、ポリエステルフイルムの金属薄
膜層側を外面に、すなわち金属薄膜層を設けていないフ
イルム面を金属板へ貼合せることが好ましい。なお、金
属薄膜層と金属板を貼合せることは、両者の接着性が不
充分なことが多く、また、上記の溶融接着法では、金
属薄膜層が破壊されることも多い。

【００３２】

【実施例】以下、実施例を掲げて本発明を更に説明す
る。なお、実施例での各特性値の測定は下記の方法に従
った。

【００３３】（１）深絞り加工性―１ ○：フイルムに異常なく加工され、缶内外面のフイルム
に白化や破断が認められない。 △：フイルムの缶上部に白化が認められる。 ×：フイルムの一部にフイルム破断が認められる。

【００３４】（２）深絞り加工性―２ ○：異常なく加工され、缶内フイルム面の防錆性試験
（１％ＮａＣｌ水を缶内に入れ、電極を挿入し、缶体を
陽極にして６Ｖの電圧をかけた時の電流値を測定する。
以下ＥＲＶ試験と略す）において０．２ｍＡ以下を示
す。 ×：フイルムに異常はないが、ＥＲＶ試験では電流値が
０．２ｍＡ以上であり、通電個所を拡大観察するとフイ
ルムに粗大滑剤を起点としたピンホール状の割れが認め
られる。

【００３５】（３）耐衝撃割れ性 深絞り成形が良好な缶について、水を満注し、各テスト
につき１０個ずつを高さ１ｍから塩ビタイル床面に落し
た後、缶内のＥＲＶ試験を行った。 ○：全１０個について０．１ｍＡ以下であった。 △：１〜５個について０．１ｍＡ以上であった。 ×：６個以上について０．１ｍＡであった、あるいは落
下後既にフイルムのひび割れが認められた。

【００３６】（４）耐熱脆化性 深絞り成形が良好であった缶を２１０℃×５分間、加熱
保持した後、（３）に記した耐衝撃割れ性評価を行っ
た。 ○：全１０個について０．１ｍＡ以下であった。 △：１〜５個について０．１ｍＡ以上であった。 ×：６個以上について０．１ｍＡ以上であった、あるい
は２１０℃×５分間加熱後、既にフイルムのひび割れが
認められた。

【００３７】（５）耐レトルト性 深絞り成形が良好な缶について、水を満注し、蒸気滅菌
器で、１３０℃、１時間レトルト処理を行い、しかる
後、５０℃で３０日間保存した。得られた缶を欠くテス
トにつき１０個ずつを高さ１ｍから塩ビタイル床面に落
した後、缶内のＥＲＶ試験を行った。 ○：全１０個について０．１ｍＡ以下であった。 △：１〜５個について０．１ｍＡ以上であった。 ×：６個以上について０．１ｍＡであった、あるいは落
下後既にフイルムのひび割れが認められた。

【００３８】（６）防錆性 深絞り成形が良好な缶について、５％の酢酸水溶液を満
注し、５０℃×７日間、保持した後、金属板の錆発生評
価を行った。 ○：全１０個について錆の発生が認められなかった。 △：１〜５個について錆の発生が認められた。 ×：６個以上について錆の発生が認められた。

【００３９】

【実施例１〜７】表１に示す成分を共重合した共重合ポ
リエチレンテレフタレートを乾燥後、溶融押出し、急冷
固化して未延伸フイルムを得た。次いでこの未延伸フイ
ルムを１１５℃で３倍に縦延伸した後、１３０℃で３倍
に横延伸し、続いて１９０℃で熱固定処理して厚さ２５
μｍの二軸配向フイルムを得た。

【００４０】得られた二軸配向フイルムの片面にアルミ
ニウムを真空蒸着法にて０．１μｍの厚みに積層した。
続いて、２６０℃に加熱した板厚０．２５mmのティンフ
リースチールに二軸配向フイルムの金属薄膜層と反対側
の面を表層のみが溶融するように貼合せ、水にて急冷し
た。

【００４１】更に貼合せした金属板を１５０mm径の円板
状に切取り、絞りダイスとポンチを用いて、内側がポリ
エステルフイルム貼合せ面になるよう３段階で深絞り加
工し、５５mm径の側面無継目容器（以下缶と略す）を作
成した。

【００４２】この缶について、各種評価を実施した。結
果を表１に示したが、いずれも良好であった。

【００４３】

【比較例１〜７】実施例１〜７において、アルミニウム
による金属薄膜層を形成させない（アルミニウム蒸着処
理を行わない）以外は実施例と同様にして、缶を作成し
た。

【００４４】この缶について、各種評価を実施した。結
果を表１に示したが、いずれも特に防錆性が不良であっ
た。

【００４５】

【比較例８】実施例１において、セバシン酸の共重合を
イソフタル酸３モル％共重合とする以外は実施例１と同
様にして缶を作成した。

【００４６】この缶について評価を行った。結果を表１
に示したが、深絞り加工性が不良であり、特性評価に耐
えるものが得られなかった。

【００４７】

【実施例８】実施例１において、金属薄膜層の材質をア
ルミニウムからスズに代える以外は実施例１と同様にし
て缶を作成した。

【００４８】この缶について評価を行った。結果を表１
に示したが、実施例１と同様な結果を得、良好であっ
た。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【発明の効果】本発明の金属板貼合せ成形加工用ポリエ
ステルフイルムは、金属板と貼合せた後製缶加工例えば
深絞り加工して金属缶を成形するにあたり深絞り加工
性、製缶後の耐衝撃性、耐熱性、耐レトルト性及び防錆
性に優れたものであり、金属容器用として極めて有用で
ある。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融点が２１０〜２４５℃、ガラス転移温
   度が７０℃以下の共重合ポリエステルよりなるフイルム
   の片面に金属薄膜層を設けていることを特徴とする金属
   板貼合せ成形加工用ポリエステルフイルム。
2. 【請求項２】 金属薄膜層の厚みが０．０１〜１μｍで
   ある請求項１記載の金属板貼合せ成形加工用ポリエステ
   ルフイルム。
3. 【請求項３】 金属薄膜がアルミニウムまたはスズより
   なる請求項１記載の金属板貼合せ成形加工用ポリエステ
   ルフイルム。
4. 【請求項４】 共重合ポリエステルの固有粘度が０．５
   ２〜０．８０である請求項１記載の金属板貼合せ成形加
   工用ポリエステルフイルム。