JPH11179846A - 金属ラミネート用白色フィルム - Google Patents
金属ラミネート用白色フィルムInfo
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- Laminated Bodies (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
Abstract
傷が発生しにくく、さらに、フィルム表面の優れた滑り
性を有する金属缶の被覆に好適に用いられる金属ラミネ
ート用白色フィルムを提供する。 【解決手段】 エチレンテレフタレート単位100〜7
5モル%とエチレンイソフタレート単位0〜25モル%
とからなるポリエステルに酸化チタンが20〜60重量
%配合された組成物からなるB層と、エチレンテレフタ
レート単位94〜70モル%とエチレンイソフタレート
単位5〜25モル%とジエチレンテレ(イソ)フタレー
ト単位1〜5モル%からなるポリエステルに酸化チタン
が20重量%以下配合された組成物からなるS層とが、
S/B/Sの構成で積層された二軸延伸フィルムであっ
て、フィルム中の酸化チタン含有量が20〜50重量%
であり、かつ、S層中に平均粒子径0.25〜2.0μ
m の滑剤を0.01〜0.5重量%含有する。
Description
ト性、成形性及び引張強度を有し、隠蔽性、白度に優
れ、金属缶成形時に治具の摩耗が少なく、印刷性に優れ
た金属缶の外面被覆に好適に用いられる金属ラミネート
用白色フィルムに関するものである。
アルミ缶等の金属缶が大量に使用されており、これらの
金属缶は、耐食性、印刷性等を付与するために、従来、
熱硬化性樹脂を主成分とする溶剤型塗料を塗布して用い
られてきた。しかし、このような塗料の塗布は、生産性
が悪いと共に、環境汚染等の問題があり、近時、二軸延
伸されたプラスチックフィルムあるいはこれをベースと
し、ヒートシール可能なフィルムをラミネートした積層
フィルムを用いて金属ラミネートすることが多くなって
きた。
は、鋼板、アルミ板等の金属板(メッキ等の表面処理を
施したものを含む)にプラスチックフィルムをラミネー
トし、ラミネート金属板を成形加工して製造される。こ
のような用途に用いられるプラスチックフィルムには、
金属板とのラミネート性がよいこと、缶の成形性に
優れていること、つまり、缶の成形時にフィルムの剥
離、亀裂、クラック、ピンホール等の発生がないこと、
缶内容物の風味を損ねることがないこと(缶の内面に
用いられる場合)、レトルト処理をしたときにウォー
タースポットや白粉が発生しないこと(ウォータースポ
ットとは、ラミネート時に溶融して非晶化したフィルム
がレトルト処理時に水滴が付着して結晶化して白色化す
る現象をいい、商品の美観を損なう。また、白粉とは、
オリゴマー等の低分子量物がフィルム表面に析出したも
のをいい、ラミネートフィルムが缶内面に用いられる場
合には、缶内容物の風味を損ね、缶外面に用いられる場
合には、缶の美麗性を損なう。)などの数々の特性が同
時に要求される。
際、下地の金属色を隠蔽する目的で白色塗料が下塗さ
れ、その上に印刷が施されている。近年、製造工程の簡
略化(低エネルギー化、低コスト化)や、環境問題に対
する対策(非溶剤化)から、白色フィルムをラミネート
した隠蔽性に優れた缶体の製造が進められている。
ステル樹脂に高濃度の酸化チタンを配合したものが用い
られている。しかし、従来の白色フィルムでは白度や隠
蔽性が不充分であり、チタン量をさらに増大させること
が望まれている。しかし、チタン量の増大によって、フ
ィルム表面が硬くなり、また製缶用治具が磨耗するとい
った問題や、削れた金属や酸化チタンがフィルム表面に
付着して、印刷時に印刷ぬけが発生したり、鋼板との熱
ラミネート性が悪くなったりするという問題がクローズ
アップされている。さらに近年、製缶時の深絞り比の増
大や加工速度がアップしており、これまで以上にフィル
ム表面の滑り性を高めることが求められている。
ては、例えば、缶の成形加工性を改良するために共重合
ポリエステルに酸化チタンを混合したものが特開平5−
170942に開示されている。また、共重合ポリエス
テルに純度95%以上のルチル型酸化チタンを混合した
ものが特開平5−339391に開示されている。ま
た、缶の加工性と耐衝撃性とを向上するために、高濃度
の酸化チタンのマスターチップと粘度分布の広い希釈ポ
リマーとを混合したものが特開平6−271686に開
示されている。また耐衝撃性を向上させるために酸化チ
タンのマスターチップに高粘度の希釈ポリマーを混合し
たものが特開平6−49234に開示されている。ま
た、顔料濃度の異なる2種類の共重合ポリエステルを積
層させた積層ポリエステルフィルムが特開平6−399
80と特開平7−52351に開示されている。上記の
ように、ポリエステル樹脂に酸化チタンを充填した単層
又は複層のフィルムが種々提案されているが、白度の向
上と製缶治具の磨耗の改善、さらには、深絞り比の増大
や加工速度のアップに対応したフィルム表面の優れた滑
り性とを同時に満足するものはなかった。
着性(熱ラミネート性)、成形性及び強度を有し、隠蔽
性、白度に優れ、金属缶製缶時の治具への傷が発生しに
くく、さらに、フィルム表面の優れた滑り性を有する金
属缶の被覆に好適に用いられる金属ラミネート用白色フ
ィルムを提供しようとするものである。
学構造のポリエステルを原料として用い、中央の層Bと
表裏両側の層Sとでフィルムを3層構造に構成し、しか
も酸化チタンの配合量を中央の層Bに偏在化させ、かつ
層Sに特定の形状の滑剤を特定量配合することによっ
て、上記課題が解決できること、さらには白度及び隠蔽
性がより高いフィルムが得られること、またこのフィル
ムの生産時の操業性が著しく改善されることを見いだ
し、本発明に到達した。
る。エチレンテレフタレート単位100〜75モル%と
エチレンイソフタレート単位0〜25モル%とからなる
ポリエステルに酸化チタンが20〜60重量%配合され
た組成物からなるB層と、エチレンテレフタレート単位
94〜70モル%とエチレンイソフタレート単位5〜2
5モル%とジエチレンテレ(イソ)フタレート単位1〜
5モル%からなるポリエステルに酸化チタンが20重量
%以下配合された組成物からなるS層とが、S/B/S
の構成で積層された二軸延伸フィルムであって、フィル
ム中の酸化チタン含有量が20〜50重量%であり、か
つ、S層中に平均粒子径0.25〜2.0μm の滑剤を
0.01〜0.5重量%含有する金属ラミネート用白色
フィルム。
る。本発明におけるポリエステルは、酸化チタン濃度の
高い中間層(B)と、その両側に酸化チタン濃度の低い
層(S)とからなり、S層はエチレンテレフタレート単
位94〜70モル%とエチレンイソフタレート単位5〜
25モル%とジエチレンテレ(イソ)フタレート単位1
〜5モル%からなり、B層はエチレンテレフタレート単
位100〜75モル%とエチレンイソフタレート単位0
〜25モル%からなるものである。
の割合は、5〜25モル%、好ましくは8〜15モル%
である。5モル%未満の場合には、フィルムと金属板と
の熱ラミネート性や、ラミネートされた金属板から缶へ
の加工性に劣る。25モル%を超えると、製缶工程後の
ヒートセット時や印刷焼き付け時の耐熱性に問題が生じ
るうえに、材料の結晶性がなくなって、樹脂ペレットの
充分な乾燥が困難となり製膜工程上のトラブルが生じた
り、フィルムが非晶性になり、フィルムの強度や耐熱性
が不足したり、フィルムがラミネートされた金属板が製
缶工程で熱ロールに巻き付いたりする。
レート単位の割合は1〜5モル%、好ましくは、2〜4
モル%である。ジエチレンテレ(イソ)フタレート単位
を上記の範囲内においてポリエステル構成成分として導
入することにより、エチレンイソフタレート単位による
非晶性付与効果とエチレンテレフタレート単位の結晶性
とのバランスを調整することができ、フィルムと金属と
の熱ラミネート性、缶への加工性、耐熱性及び強度が得
られる。
ト単位とジエチレンテレ(イソ)フタレート単位との合
計は、6〜25モル%の範囲であることが、強度、耐熱
性及び熱ラミネート性の点で好ましい。6モル%未満の
場合は、ポリエステルフィルムと金属との熱ラミネート
性や、ラミネートされた金属板から缶への加工性に劣
る。25モル%より多いと、結晶性がなくなって、ペレ
ットの充分な乾燥が困難となる。また、フィルムの強度
や耐熱性が不足したり、フィルムが非晶性になって、フ
ィルムがラミネートされた金属板が製缶工程で熱ロール
に巻き付いたりする。
テレ(イソ)フタレートを5モル%以下、好ましくは1
〜4モル%共重合することによりフィルムの結晶性のバ
ランスを調整することができる。
は、単一の共重合ポリエステルでもよいし、またポリエ
チレンテレフタレートと共重合ポリエステルの混合物、
あるいは2種以上の共重合ポリエステルを溶融混合した
ものであってもよい。
粘度が0.5以上、好ましくは0.6〜1.2である。
極限粘度が0.5未満のポリエステルを用いると、フィ
ルム製造時の操業性が悪化し、また得られるフィルムの
強度が不足する。しかし、極限粘度があまり大きいと、
生産コストが上昇し好ましくない。
は、0.1以下、好ましくは0.09以下がよい。極限
粘度の差が0.1を超えると、製膜時にフィルムにフロ
ーマークが入る。フローマークとは、粘度の異なる2種
以上の樹脂がフィードブロックやTダイで合流する場合
に発生する一種の樹脂の流動変動、すなわち樹脂の流れ
模様のことをいう。
性の場合には融点が200〜240℃、非晶性の場合に
はガラス転移温度が50〜85℃のものが好ましい。こ
れらの範囲を外れると、耐熱性が不足したり、熱ラミネ
ート性が低下したりする。
上記条件を満足する範囲で任意の組み合わせが可能であ
る。その中で、S層のポリエステルの融点(非晶性の場
合はガラス転移温度)がB層のポリエステルのそれと同
じか、それより低いことが特に好ましい態様である。こ
れにより、フィルムの強度、耐熱性、熱ラミネート性を
良好にバランスさせることが可能となる。
特性を損なわない範囲(通常5モル%以下)で、イソフ
タル酸及びジエチレングリコール以外の、別の成分をさ
らに共重合したものであってもよい。この共重合成分の
具体例としては、フタル酸、2,6−ナフタレンジカル
ボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、シュウ
酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン
酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、マレ
イン酸、フマール酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサ
コン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等のジカルボン
酸、4−ヒドロキシ安息香酸、ε−カプロラクトンや乳
酸などのオキシカルボン酸があげられる。また、1,3
−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペ
ンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、シクロ
ヘキサンジメタノール、トリエチレングリコール、ポリ
エチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ
テトラメチレングリコール、ビスフェノールAやビスフ
ェノールSのエチレンオキシド付加体等のグリコール等
があげられる。さらに、トリメリット酸、トリメシン
酸、ピロメリット酸、トリメチロールプロパン、グリセ
リン、ペンタエリスリトール等の3官能化合物等を少量
用いてもよい。
有量は、全フィルム中の平均濃度として20〜50重量
%、好ましくは25〜45重量%、最適には25〜40
重量%である。この含有量が20重量%未満であると、
フィルムの白度及び隠蔽性が不足する。50重量%を超
えると、本発明のような特定の三層構造を有するフィル
ムであってもフィルムの強度が低下してしまい、ラミネ
ート後のフィルムの成形性が劣る。
重量%、好ましくは25〜55重量%、最適には30〜
50重量%である。この配合量が20重量%未満である
とフィルムの白度、隠蔽性が不足する。60重量%を超
えると、フィルムの強度が低下してしまい、ラミネート
後のフィルムの成形性が劣る。
以下、好ましくは15重量%以下、最適には10重量%
以下である。この配合量が20重量%を超えると、金属
板へのラミネート時、もしくはフィルムがラミネートさ
れた金属板の製缶時に、治具の磨耗が発生して、製造プ
ロセスに多大な悪影響を与えたり、磨耗した金属や酸化
チタンが缶加工時にフィルム表面に付着して印刷性に問
題が発生したりすることがある。
て公知の任意の表面処理を施して用いることができる。
また、酸化チタンの平均粒径は 0.1〜0.5 μm、好まし
くは 0.2〜0.5 μmであることが望ましい。平均粒径が
0.5 μmを超えると、酸化チタンの単位重量あたりの全
表面積が少なくなり、フィルムの隠蔽性や白度が不足し
たり、得られるフィルムの表面に凹凸ができて光沢度が
低くなり好ましくない。平均粒径が 0.1μm未満の場合
は、可視光の波長より小さくなり、可視光線がフィルム
を通過するおそれがあり、フィルムの隠蔽性や白度が不
足するので好ましくない。
0.25〜2.0μm の滑剤を0.01〜0.5重量
%、好ましくは0.05〜0.1重量%含有することが
必要である。滑剤の平均粒子径が0.25未満の場合、
フィルムの滑り性が低下して缶を成形する際の絞り加工
やシゴキ加工時にフィルムを傷付けたり、ピンホールが
発生することがある。また、平均粒子径が2.0μm よ
り大きいと粒子に応力が集中し、絞り加工やシゴキ加工
時にフィルムが破ける場合があり好ましくない。また、
滑剤の添加量が0.01重量%未満の場合は、フィルム
の滑り性が低下し、0.5重量%より多いとフィルムが
滑りやすくなりすぎてフィルムをロールに巻き取った時
の外観が悪くなる。
5〜20μm 、好ましくは、10〜15μm であり、S
層の厚みは各0.5〜5μm 、好ましくは各1〜3μm
であり、全厚みは9〜25μm 、さらに好ましくは12
〜17μm である。B層の厚みが5μm 未満の場合、フ
ィルムの白度と隠蔽性が不足しやすく、また20μm を
超えると、過剰品質となってコストパフォーマンスを失
する恐れがある。また、S層の厚みが0.5μm 未満の
場合は、製缶時に治具の磨耗を生じたり、印刷性が低下
する場合がある。一方、5μm を超えると、フィルムの
機械特性は向上するが、フィルム厚みの割に白度や隠蔽
性は高くなく、また缶の成形時にS層とB層間の界面で
剥離現象が起こり易くなる。
ムの間の動摩擦係数が0.05〜0.25、好ましくは
0.1〜0.2、フィルム同士の動摩擦係数が0.25
〜0.55、好ましくは0.3〜0.5であることが望
ましい。金属とフィルムの間の動摩擦係数が0.05未
満、又はフィルム同士の動摩擦係数が0.25未満の場
合は、フィルムが滑りやすくなりすぎてフィルムをロー
ルに巻き取った時の外観が悪くなる。また、金属とフィ
ルムの間の動摩擦係数が0.25より大きい場合、又は
フィルム同士の動摩擦係数が0.55より大きい場合
は、缶を成形する際の絞り加工やシゴキ加工時にフィル
ムの滑り性が悪くフィルムが破けたり、ピンホールが発
生することがある。また、缶をラインで搬送する場合に
缶ラミフィルム同士の滑り性が悪くて、缶がラインから
はみ出す等のトラブルの原因となり好ましくない。
処理による熱収縮率が、下記範囲 TD≦6%、|MD−TD|≧3% さらに好ましくは、下記範囲 TD≦5%、|MD−TD|≧3.5% である。TD方向の熱収縮率が6%を越えると鋼板への
熱ラミ性が悪くなり、また、MDとTDの熱収縮率の差
が、3%未満の場合は、鋼板への熱ラミ時にシワがはい
る場合があり好ましくない。
ステルは、常法によって製造することができる。例えば
イソフタル酸成分とジエチレングリコールとが共重合さ
れたポリエチレンテレフタレート系共重合体は、次のよ
うにして製造することができる。まず、ビス(β−ヒド
ロキシエチル)テレフタレート及び/又はその低重合体
の存在するエステル化槽に、テレフタル酸とエチレング
リコールとのスラリーを連続的に供給し、250℃程度
の温度で8時間程度反応させ、エステル化反応率が95
%付近のエステル化物を連続的に得る。これを重合缶に
移送し、必要量のイソフタル酸又はそのエチレングリコ
ールエステルとジエチレングリコールとを添加する。そ
して、三酸化アンチモン、二酸化ゲルマニウム等の触媒
の存在下、1.3hPa以下の減圧下で280℃程度の
温度で重縮合反応を行う。
オリゴマーやアセトアルデヒドを比較的多量に含有して
いるので、これらの量を減少させるため、減圧もしくは
不活性ガス流通下、200〜240℃の温度(ポリエス
テルの融点を超えない温度)で固相重合し、さらに必要
に応じて水蒸気又は熱水で処理した後、製膜工程に供す
ることが好ましい。
の樹脂組成物を別々の押出機を用いて溶融し、フィード
ブロック法により重ね合わせてダイスより押し出す方
法、溶融した2種の樹脂組成物をマルチマニホールドダ
イス中で重ね合わせて押し出す方法、及び前記方法を組
み合わせた方法等を用いて未延伸シートを製造し、次に
テンター式二軸延伸法あるいはインフレーション法を用
いて延伸することにより得ることができる。また、各層
を構成する2種の延伸フィルムを貼り合わせる方法を用
いることもできる。
たとえば、S層及びB層を構成する酸化チタンが配合さ
れた2種のポリエステル組成物を溶融押出機に供給し、
220〜280℃の温度でシート状に押し出し、この押
し出されたシートを室温以下に温度調節した冷却ドラム
上に密着させて冷却し、得られた未延伸シートを必要に
応じてMDに1〜1.2倍程度の予備延伸し、その後に
テンターにより50〜150℃の温度でMD及びTDに
それぞれ2〜4倍程度の延伸倍率となるように二軸延伸
し、さらに、TDの弛緩率を数%として、80〜220
℃で数秒間熱処理を施すことによって、本発明のフィル
ムを製造することができる。
時二軸延伸法や逐次二軸延伸法がある。酸化チタンが高
充填されている場合には、延伸時にフィルムが破断しや
すくなるが、同時二軸延伸法を用いることにより、この
破断の発生を著しく低減することができるので、同時二
軸延伸法がより好適である。
小さくするために必要な工程である。この熱処理の方法
としては、熱風を吹き付ける方法、赤外線を照射する方
法、マイクロ波を照射する方法等の公知の方法がある。
このうち、均一に精度良く加熱できることから熱風を吹
き付ける方法が最適である。
くするため、シリカ、アルミナ、カオリン等の無機滑剤
を少量添加して製膜してフィルム表面にスリップ性を付
与することが望ましい。さらに、フィルム外観や印刷性
を向上させるため、たとえば、フィルムにシリコーン化
合物等を含有させることもできる。また、金属とのラミ
ネート性を向上させたり、強度をさらに高めるために、
フィルム製造中のインラインコーティングもしくはフィ
ルム製造後のポストコーティングにより、接着層等の任
意のコーティング層を形成させてもよい。
が鋼板の場合は、クロム酸処理、リン酸処理、電解クロ
ム酸処理、クロメート処理等の化成処理や、ニッケル、
スズ、亜鉛、アルミ、砲金、真鍮、その他の各種メッキ
処理などを施した鋼板を好ましく用いることができる。
する。以下の実施例及び比較例におけるフィルムの特性
値の測定法は、次の通りである。
温度20℃で測定した溶液粘度から求めた。 B.熱収縮率 幅10mm、長さ10cmの試料を、約0.4g の荷重で1
50℃雰囲気下に30分間放置し、放置前後の寸法変化
を測定し、原長に対する放置後の長さの百分率で求め
た。なおデータは、MD方向3枚とTD方向3枚の各平
均値と、MD及びTDの平均値とで示した。 C.動摩擦係数 ASTM D−1894に準じて、引張速度133.3
mm/ min 、荷重200gの条件で測定した。 D.フィルム厚み 延伸フィルムから、ミクロトームを用いて薄切片を採取
し、電子顕微鏡を使用してこの薄切片の各層の厚みを測
定した。 F.缶の絞り、シゴキ加工性 フィルムをティンフリースチールと貼り合わせた後、フ
ィルム側を缶胴外面として、350mlの2ピース缶の深
絞り成形を行った。この操作を100缶分実施し、フィ
ルムに発生した傷の有無を観察し、傷が僅かでも認めら
れば×とした。
押出機1より温度280℃で溶融押出し、同様にB層を
構成するポリエステル樹脂組成物を押出機2より温度2
80℃で溶融押出した。溶融した2種の樹脂をマルチマ
ニホールドダイス中で重ね合わせて表1に示した厚さ構
成のS/B/Sの3層構造とし、Tダイからシート状に
押し出し、表面温度18℃の冷却ドラムに密着させて冷
却し、厚さ7〜300μmの未延伸シートを得た。得ら
れた未延伸シートをテンター式同時二軸延伸機に供給
し、温度90℃、延伸倍率をMD3.0、TD3.3と
して同時二軸延伸した後、TDの弛緩率を5%として、
温度155℃で4秒間の熱処理を施した後、冷却して巻
き取り、厚さ7〜30μmの白色複層フィルムを得た。
得られたフィルムの特性値等を表1に示す。なお、表1
において、IPAはイソフタル酸、DEGはジエチレン
グリコールを表す。
ミネート性)、成形性及び強度を有し、隠蔽性、白度に
優れ、金属缶製缶時に治具の傷が発生しにくく、さら
に、フィルム表面の優れた滑り性を有する金属缶の被覆
に好適に用いられる金属ラミネート用白色フィルムが提
供される。
Claims (6)
- 【請求項1】 エチレンテレフタレート単位100〜7
5モル%とエチレンイソフタレート単位0〜25モル%
とからなるポリエステルに酸化チタンが20〜60重量
%配合された組成物からなるB層と、エチレンテレフタ
レート単位94〜70モル%とエチレンイソフタレート
単位5〜25モル%とジエチレンテレ(イソ)フタレー
ト単位1〜5モル%からなるポリエステルに酸化チタン
が20重量%以下配合された組成物からなるS層とが、
S/B/Sの構成で積層された二軸延伸フィルムであっ
て、フィルム中の酸化チタン含有量が20〜50重量%
であり、かつ、S層中に平均粒子径0.25〜2.0μ
m の滑剤を0.01〜0.5重量%含有する金属ラミネ
ート用白色フィルム。 - 【請求項2】 B層中にジエチレンテレ(イソ)フタレ
ート単位が1〜4モル%含有されている請求項1記載の
金属ラミネート用白色フィルム。 - 【請求項3】 B層のフィルム厚みが5〜20μm 、S
層のフィルム厚みが0.5〜2μm 、フィルムの全厚み
が9〜25μm である請求項1記載の金属ラミネート用
白色フィルム。 - 【請求項4】 金属とフィルムの間の動摩擦係数が0.
05〜0.25、フィルム同士の動摩擦係数が0.25
〜0.55である請求項1又は2記載の金属ラミネート
用白色フィルム。 - 【請求項5】 フィルムの縦方向(MD)及び横方向
(TD)の150℃×30分処理による乾熱収縮率が下
記範囲である請求項1〜3のいずれかに記載の金属ラミ
ネート用白色フィルム。 TD≦6%、|MD−TD|≧3% - 【請求項6】 同時二軸延伸方法により製造された請求
項1〜4のいずれかに記載の金属ラミネート用白色フィ
ルム。
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|---|---|---|---|
| JP35051697A JP4059966B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 金属ラミネート用白色フィルム |
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Country Status (1)
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| JP (1) | JP4059966B2 (ja) |
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