JP3391090B2 - 金属シート貼り合わせ用ポリエステル複合フィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属シート貼り合わせ
用ポリエステル複合フィルムに関し、さらに詳細には、
飲料缶、食料缶などの金属缶用の金属シートのラミネー
トに好適なポリエステル複合フィルムに関する。本発明
はまた、上記ポリエステル複合フィルムを金属シートに
ラミネートしてなるラミネート金属板に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、飲料、食品などを含む缶詰用
の金属缶において、金属臭が内容物へ移行すること（耐
フレーバー性不良）および、内容物により金属缶内面が
腐食されることを防止するために、該金属缶の素材とし
て錫メッキ鋼板、クロム処理鋼板、ニッケルメッキ鋼板
などにポリエステルフィルムを加熱・加圧接着して得た
ラミネート鋼板が種々検討されている。例えば、特公昭
５７−２３５８４号公報、特公昭５９−３４５８０号公
報、特公昭６２−６１４２７号公報などにその技術の内
容が開示されている。

【０００３】これらの技術では単層フィルムが用いられ
ており、フィルムを構成するポリマーの融点以上の温度
で、この単層フィルムと上記鋼板とをラミネートして十
分に密着させた場合、製缶加工時の衝撃で局所的なフィ
ルム破れ（クラック）が発生する。融点より低い温度で
ラミネートした場合には、製缶加工工程、その後の熱処
理工程および／または内容物充填後のレトルト処理工程
で密着不良に伴うフィルム剥離が生じる。

【０００４】このような欠点を回避するため、特開平２
−８１６３０号公報では、１１０℃〜１８０℃間での結
晶化発熱量が０．１〜１．５ｃａｌ／ｇのポリエステル
複合フィルムを用いることが開示されている。

【０００５】しかしながら、この技術ではラミネート後
の熱履歴によりフィルムが収縮し、著しい場合には剥離
することがあり、未だ満足すべきものではなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決するものであり、その目的は、鋼板などの
金属シートとラミネートしたときに、耐衝撃性に優れ、
かつラミネート後の熱履歴による収縮および／または剥
離が発生しにくいポリエステル複合フィルムを提供する
ことにある。本発明の他の目的は、上記優れた性質を有
し、飲料缶、食料缶などの金属缶用の金属シートのラミ
ネートに好適なポリエステル複合フィルムおよび該ポリ
エステル複合フィルムをラミネートして得られるラミネ
ート金属板を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の金属シート貼り
合わせ用ポリエステル複合フィルムは、融点が２２０℃
以上２３５℃以下のポリエステル組成物からなる基材層
（Ａ層）および融点が１７０℃以上２１５℃以下のポリ
エステル組成物からなる接着層（Ｂ層）を有し、Ａ層の
厚みａに対するＢ層の厚みｂの比（ｂ／ａ）が１以上１
０以下であり、そのことにより、上記目的が達せられ
る。

【０００８】好ましい実施態様においては、上記Ａ層お
よび上記Ｂ層に含有されるポリエステルは、それぞれ、
イソフタル酸を含有する。

【０００９】本発明のラミネート金属板は、金属シート
上に上記ポリエステル複合フィルムを、このフィルムの
Ｂ層が密着するように積層して得られる。

【００１０】以下に本発明を詳しく説明する。

【００１１】上記Ａ層およびＢ層は、それぞれ、ジカル
ボン酸とジオールとの重縮合で得られるポリエステルを
含有するポリエステル組成物からなる。上記ジカルボン
酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、
２，６−ナフタレン酸、アジピン酸、セバシン酸、デカ
ンジカルボン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン
酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ダイマー酸などを単
独でまたは混合して使用し得る。上記ジオールとして
は、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ブ
タンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメ
タノール、デカンジオールなどの単独でまたは混合して
使用し得る。上記の２種以上のジカルボン酸やジオール
の共重合体もしくは、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラ
メチレングリコールなどの他のモノマーや、ポリマーと
の共重合体を使用してもよい。

【００１２】本発明に用いられるＡ層およびＢ層に含有
されるポリエステルは、いずれも従来の方法により製造
され得る。例えば、上記ジカルボン酸と上記ジオールと
を直接反応させる直接エステル化法；ジカルボン酸ジメ
チルエステルとジオールとを反応させるエステル交換法
などを用いてポリエステルまたは共重合ポリエステルが
調製される。これらの方法はそれぞれ、回分式および連
続式のいずれの方法で行ってもよい。あるいは、分子量
を高めるために固相重合法を用いてもよい。

【００１３】上記Ａ層を構成するためのポリエステル組
成物を得るためには、上記ジカルボン酸およびジオール
を、得られるポリエステル組成物の融点が２２０℃以上
２３５℃以下となるように選択する。このようなポリエ
ステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート
イソフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどが挙
げられ、特にポリエチレンテレフタレートイソフタレー
ト（エチレンイソフタレートの繰り返し単位を約１０モ
ル％含む）が好ましい。これらのポリエステルは１種以
上が混合されて用いられてもよく、例えば、上記ポリエ
チレンテレフタレートイソフタレート８０重量％とポリ
ブチレンテレフタレート２０重量％との混合物が好適に
用いられる。

【００１４】上記Ｂ層を構成するポリエステルを得るた
めには、上記ジカルボン酸およびジオールを、得られる
ポリエステルの融点が１７０℃以上２１５℃以下となる
ように選択する。このようなポリエステルとしては、例
えば、ポリエチレンテレフタレートイソフタレート、ポ
リエチレンテレフタレートなどが挙げられ、特に、ポリ
エチレンテレフタレートイソフタレート（エチレンイソ
フタレートの繰り返し単位を２２モル％含む）が好まし
い。これらのポリエステルは、１種以上が混合されて用
いられてもよく、例えば、上記ポリエチレンテレフタレ
ートイソフタレート８０重量％とポリエチレンテレフタ
レート２０重量％との混合物が好適に用いられる。

【００１５】上記ポリエステル組成物には、必要に応じ
て、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、無
機粒子、無機滑剤、有機滑剤、顔料、帯電防止剤などが
分散・配合される。

【００１６】次に本発明のポリエステル複合フィルムの
製造方法の一例を示す。上記Ａ層およびＢ層を構成する
ポリエステルを別々の押出機で押出し、ダイ外またはダ
イ内で２層化した後急冷することにより未延伸フィルム
が得られる。この未延伸フィルムを少なくとも一軸延伸
する。延伸方法は特に限定されない。好ましくは、７０
〜１１０℃で縦方向に２〜４倍延伸し、次いで８０〜１
１０℃で横方向に３〜５倍延伸する。その後、１２０〜
２３０℃で熱処理すれば、本発明のポリエステル複合フ
ィルムが得られる。

【００１７】本発明のポリエステル複合フィルムの厚み
は、特に限定されないが、１２〜７５μｍが好ましく、
さらに好ましくは１５〜２５μｍである。本発明のポリ
エステル複合フィルムのＡ層の厚みａに対するＢ層の厚
みｂの比（ｂ／ａ）は、１以上１０以下である。ｂ／ａ
の値が１未満の場合にはラミネート後の熱履歴によるフ
ィルムの収縮および／または剥離が起こり易いく、１０
を越える場合には得られるラミネート金属板の耐熱性が
劣るため、製缶後の熱処理工程での搬送時に搬送ピンの
跡がつき易い。Ａ層の厚みａは、特に限定されないが、
３〜６０μｍが好ましい。

【００１８】本発明のポリエステル複合フィルムは、鋼
板などの金属シート表面へラミネートすることにより、
被覆金属シートを製造するのに用いられる。金属シート
へのラミネート法も特に限定されず、例えば、ドライラ
ミネート法、サーマルラミネート法などを採用すること
ができる。具体的には、本発明のポリエステル複合フィ
ルムのＢ層側と金属シートとを密着させ、Ａ層を構成す
るポリエステル組成物の融点より低い温度、好ましくは
Ｂ層を構成するポリエステル組成物の軟化点よりも高く
Ａ層を構成するポリエステル組成物の融点よりも低い温
度で通電加熱することによりサーマルラミネートする方
法が挙げられる。

【００１９】本発明のフィルムのＡ層を構成するポリエ
ステル組成物の融点は、上記のように、２２０℃以上２
３５℃以下であるため、耐熱性が良好であり、かつラミ
ネート後の熱履歴によるフィルムの収縮および／または
剥離が起こりにくい。さらに、本発明のフィルムを用い
て得られるラミネート金属板は耐衝撃性に優れる。ポリ
エステル組成物の融点が２２０℃未満の場合、耐熱性が
劣るため、製缶後の熱処理工程などでの搬送時に搬送ピ
ンの跡がつき易い。Ａ層を構成するポリエステル組成物
の融点が２３５℃を越える場合、ラミネート後の熱履歴
によるフィルムの収縮および／または剥離が起こり易
い。

【００２０】上記Ｂ層に含有されるポリエステルの融点
は１７０℃以上２１５℃以下であることにより、Ｂ層の
みを軟化させＡ層の耐衝撃性を確保した状態でポリエス
テル複合フィルムを金属シートとラミネートすることが
可能であり、かつラミネート後の熱履歴によるフィルム
の収縮および／または剥離が抑制され、かつ耐熱性が良
好となる。ポリエステルの融点が１７０℃未満の場合に
は、ラミネート後の熱履歴によるフィルムの収縮および
／または剥離が起こり易い。ポリエステルの融点が２１
５℃を越える場合には、ラミネート後のラミネート金属
板の耐衝撃性が低下し、製缶工程でクラックが発生しや
すい。

【００２１】フィルムの金属シートへのラミネートは片
面であっても両面であってもどちらでもかまわない。両
面ラミネートの場合は同時にラミネートしても逐次でラ
ミネートしてもよい。本発明のポリエステル複合フィル
ムを金属シートとラミネートしたとき、耐衝撃性に優
れ、フィルムの収縮および／または剥離が発生しにくい
ラミネート金属板を得ることができる。さらに、本発明
のポリエステル複合フィルムを、金属シートの両面にラ
ミネートし、製缶することにより、内面保護性が優れて
いるばかりでなく、外面美観性の優れた金属缶を得るこ
とができる。

【００２２】上記ラミネート金属板を用いて金属容器を
成形する方法もまた、特に限定されない。金属容器の形
態としては、天地蓋を巻き締めて内容物を充填する、い
わゆる３ピース缶が特に好ましい。

【００２３】

【実施例】以下に、本発明を実施例につき説明する。実
施例で用いた測定法は次のとおりである。

【００２４】（１）融点 各層のポリエステル組成物を３００℃で５分間加熱溶融
し混合した後、液体窒素で急冷して得たサンプル１０ｍ
ｇを用い、Ｎ₂気流中示差走査型熱量計を用いて１０℃
／分の速度で昇温してサーモグラフを測定し、融解に伴
う吸熱ピークの頂点温度を融点とした。

【００２５】（２）耐衝撃性評価 ポリエステル複合フィルム１の接着層であるＢ層面を、
２２５℃に加熱した錫非含有鋼板（Ｔ−１、厚み：０．
２９ｍｍ）２に水冷ロールで圧着した後、水中で急冷し
てラミネート金属板１０を得た（図１（ａ））。このラ
ミネート金属板１０にそのポリエステル複合フィルム１
側からデュポン衝撃テスト（衝撃子先端径：１２．７ｍ
ｍ、衝撃子重量：１ｋｇ、衝撃子落下高さ：３０ｃｍ）
により衝撃を与えた。図１（ｂ）に示すように、白金電
極３の先端を側面から貫入した円筒４を用意し、この円
筒４を、上記ラミネート金属板１０のポリエステル複合
フィルム１側の衝撃部５が円筒４内に入るように載置
し、この円筒により形成された空間部分に、該白金電極
３が浸るように、１％塩化ナトリウム水溶液４０を注い
だ。次に、白金電極３とラミネート金属板１０の鋼板２
側とを６Ｖの直流電源６および電流計に連結した。６Ｖ
の直流電圧を負荷後３０秒後の電流値を測定した。電流
値が小さい程耐衝撃性は良好である。

【００２６】（３）加熱後の収縮量および剥離の有無の
評価 上記耐衝撃性評価で用いたラミネート金属板と同じ方法
で得たラミネート金属板から３ｃｍ×３ｃｍの切断片を
作製し、対角線状にフィルムに切れ目を入れたサンプル
（図２（ａ））を作製した。これを２３０℃で１０分間
加熱した後のフィルム（図２（ｂ））の収縮の度合を、
フィルム片間のギャップｔを測定することにより評価
し、さらに、フィルムの剥離の有無を評価した。

【００２７】（４）耐熱性の評価 上記耐衝撃性評価に用いたラミネート金属板と同じ方法
で得たラミネート金属板から５ｃｍ×５ｃｍの切断片を
作製し、１００ｇの分銅をフィルム面側に置いた状態で
２２０℃で１０分間加熱した後の分銅の跡型の発生程度
で評価した。目視判定（ｎ＝３）で、 ○：跡型なし △：部分的な跡型あり ×：全体的な跡型あり ××：分銅が粘着し全体的な跡型あり ○および△は実用性がある。

【００２８】（５）使用したポリエステルのリスト 以下の実施例および比較例で使用したポリエステルを以
下に示す。 ポリエステルＩ：ポリエチレンテレフタレート ポリエステルII：ポリブチレンテレフタレート ポリエステルIII：ポリエチレンテレフタレートイソフ
タレート（エチレンイソフタレートの繰り返し単位 １
０モル％） ポリエステルIV：ポリエチレンテレフタレートイソフタ
レート（エチレンイソフタレートの繰り返し単位 ２２
モル％） ポリエステルV：テレフタル酸およびエチレングリコー
ルと、テレフタル酸およびネオペンチルグリコールとの
共重合体（テレフタル酸およびネオペンチルグリコール
の共重合比３０モル％）。

【００２９】（実施例１）Ａ層をポリエステル（III）
のみを用いて構成し、Ｂ層をポリエステル（Ｉ）２０重
量％およびポリエステル（IV）８０重量％を用いて構成
し、押し出し機を用いて、ダイ外結合により２層にした
後、２９０℃で押し出し、急冷して未延伸フィルムを得
た。この未延伸フィルムを１００℃で縦方向に３．５倍
延伸し、次いで横方向に４．０倍延伸した後１７０℃で
熱処理して厚み２５μｍ（ｂ／ａ＝２０μｍ／５μｍ＝
４．０）のポリエステル複合フィルムを得た。得られた
ポリエステル複合フィルムの特性を上記方法により評価
し、その結果を表１に示す。以下の実施例２〜５および
比較例１〜７の評価結果も併せて表１に示す。

【００３０】（実施例２）Ａ層を、ポリエステル（II）
２０重量％およびポリエステル（III）８０重量％を用
いて作製したこと以外は、実施例１と同様にして厚み２
５μｍ（ｂ／ａ＝２０μｍ／５μｍ＝４．０）のポリエ
ステル複合フィルムを得、実施例１と同様にして評価し
た。

【００３１】（実施例３）ポリエステル複合フィルムの
厚みを４０μｍ（ｂ／ａ＝３５μｍ／５μｍ＝７．０）
としたこと以外は、実施例２と同様にしてポリエステル
複合フィルムを得、実施例１と同様にして評価した。

【００３２】（実施例４）ポリエステル複合フィルムの
厚みを２０μｍ（ｂ／ａ＝１７μｍ／３μｍ＝５．７）
としたこと以外は、実施例２と同様にしてポリエステル
複合フィルムを得、実施例１と同様にして評価した。

【００３３】（実施例５）Ａ層をポリエステル（II）２
０重量％およびポリエステル（III）８０重量％を用い
て作製し、Ｂ層をポリエステル（IV）のみを用いて作製
したこと以外は、実施例１と同様にして厚み２０μｍ
（ｂ／ａ＝１７μｍ／３μｍ＝５．７）のポリエステル
複合フィルムを得、実施例１と同様にして評価した。

【００３４】（比較例１）ポリエステル（Ｉ）２０重量
％およびポリエステル（IV）８０重量％を、実施例１に
記載した方法で厚み２５μｍの単層ポリエステルフィル
ムを得、実施例１と同様にして評価した。

【００３５】（比較例２）Ａ層をポリエステル（Ｉ）２
０重量％およびポリエステル（IV）８０重量％を用いて
作製し、Ｂ層をポリエステル（IV）のみを用いて作製し
たこと以外は、実施例１と同様にして厚み２５μｍ（ｂ
／ａ＝２０μｍ／５μｍ＝４．０）のポリエステルフィ
ルムを得、実施例１と同様にして評価した。

【００３６】（比較例３）Ａ層をポリエステル（Ｉ）の
みを用いて作製し、Ｂ層をポリエステル（IV）のみを用
いて作製したこと以外は、実施例１と同様の方法で厚み
２５μｍ（ｂ／ａ＝２０μｍ／５μｍ＝４．０）のポリ
エステル複合フィルムを得、実施例１と同様にして評価
した。

【００３７】（比較例４）Ａ層をポリエステル（III）
のみを用いて作製し、Ｂ層をポリエステル（Ｉ）５０重
量％およびポリエステル（IV）５０重量％を用いて作製
したこと以外は、実施例１と同様の方法で厚み２５μｍ
（ｂ／ａ＝２０μｍ／５μｍ＝４．０）のポリエステル
複合フィルムを得、ポリエステル複合フィルムと金属シ
ートとのラミネートを２４０℃にて行ったこと以外は実
施例１と同様にして評価した。

【００３８】（比較例５）Ａ層をポリエステル（III）
のみを用いて作製し、Ｂ層をポリエステル（V）のみを
用いて作製したこと以外は、実施例１に記載した方法で
厚み２５μｍ（ｂ／ａ＝２０μｍ／５μｍ＝４．０）の
ポリエステル複合フィルムを得、実施例１と同様にして
評価した。

【００３９】（比較例６）Ａ層をポリエステル（III）
のみを用いて作製し、Ｂ層をポリエステル（IV）のみを
用いて作製したこと以外は、実施例１と同様の方法で厚
み２５μｍ（ｂ／ａ＝３μｍ／２２μｍ＝０．１４）の
ポリエステル複合フィルムを得、実施例１と同様にして
評価した。

【００４０】（比較例７）ポリエステル複合フィルムの
厚みを５０μｍ（ｂ／ａ＝４８μｍ／２μｍ＝２４．
０）としたこと以外は、比較例６と同様にしてポリエス
テル複合フィルムを得、実施例１と同様にして評価し
た。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１から明らかなように、実施例１〜５で
得られた本発明のポリエステル複合フィルムは、いずれ
も耐衝撃性および耐熱性に優れており、かつラミネート
後の熱履歴によるフィルムの収縮量が小さく、金属貼合
わせ用のフィルムとして高品質で実用性が高いといえ
る。比較例１および２で得られたフィルムは耐衝撃性お
おび耐熱性が劣り、比較例３および６で得られたフィル
ムはラミネート後の熱履歴によるフィルムの収縮量が大
きく、比較例４で得られたフィルムは耐衝撃性が劣り、
比較例５および７で得られたフィルムは耐熱性が劣り、
かつラミネート後の熱履歴によるフィルムの収縮量が大
きく、いずれもが金属貼合わせ用のフィルムとして品質
が劣る。

【００４３】

【発明の効果】上記のように、本発明のポリエステル複
合フィルムは、少なくとも一軸延伸された２種２層のポ
リエステル複合フィルムであり、各層を構成するポリエ
ステル組成物の融点、およびポリエステル複合フィルム
の接着層と基材層との厚みの比が適正な範囲に制御され
ているため、製缶時の耐衝撃性に優れており、ラミネー
ト後の熱履歴によるフィルムの収縮および／または剥離
が起こらない。さらに、ラミネート後の耐熱性に優れて
おり、熱処理工程などでの搬送時に搬送ピンの跡がつか
ない。その結果、内面保護性（耐フレーバー性、耐腐食
性）に優れた金属缶が得られる。本発明のポリエステル
複合フィルムを鋼板の両面にラミネートして得られるラ
ミネート金属板を製缶して得られる金属缶は、内面保護
性が優れているばかりでなく、外面美観性の優れてお
り、飲料缶、食料缶などとして有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、実施例および比較例で得られた
ポリエステルフィルムの耐衝撃性を評価するために作製
されるラミネート金属板を示す図であり、図１（ｂ）
は、該耐衝撃性を評価するために用いられる装置を示す
図である。

【図２】図２（ａ）は、実施例および比較例で得られた
ポリエステル複合フィルムの加熱後の収縮量および剥離
の有無を評価する試験における試験片の加熱前のサンプ
ルを示す図であり、図２（ｂ）は、この試験における加
熱後のポリエステル複合フィルムの収縮を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ポリエステル複合フィルム ２ 鋼板 ３ 白金電極 ４ 円筒 ５ 衝撃部 ６ 直流電源 １０ ラミネート金属板 ４０ １％塩化ナトリウム水溶液 ｔ 収縮量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永野 煕 愛知県犬山市大字木津字前畑344番地 東洋紡績株式会社 犬山工場内 (72)発明者 竹内 邦夫 愛知県犬山市大字木津字前畑344番地 東洋紡績株式会社 犬山工場内 (72)発明者 松田 明 愛知県犬山市大字木津字前畑344番地 東洋紡績株式会社 犬山工場内 (56)参考文献 特開 平５−42643（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−10451（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−353443（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−144396（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−276564ＪＰ，Ａ) 特開 平８−238720（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融点が２２０℃以上２３５℃以下であ
   り、かつポリエチレンテレフタレートイソフタレートと
   ポリブチレンテレフタレートを含有するポリエステル組
   成物からなる基材層（Ａ層）および融点が１７０℃以上
   ２１５℃以下であり、かつポリエチレンテレフタレート
   イソフタレートとポリエチレンテレフタレートを含有す
   るポリエステル組成物からなる接着層（Ｂ層）を有する
   複合フィルムであって、Ａ層の厚みａに対するＢ層の厚
   みｂの比（ｂ／ａ）が１以上１０以下である、金属シー
   ト貼り合わせ用ポリエステル複合フィルム。
2. 【請求項２】 前記Ａ層および前記Ｂ層に含有されるポ
   リエステルが、それぞれ、イソフタル酸を含有する、請
   求項１に記載の金属シート貼り合わせ用ポリエステル複
   合フィルム。
3. 【請求項３】 金属シート上に請求項１または２に記載
   のポリエステル複合フィルムを、該フィルムのＢ層が密
   着するように積層して得られる、ラミネート金属板。